一种天然气引射撬的制作方法

1.本发明涉及到天然气管道输送领域，具体涉及一种天然气引射撬。


背景技术：

2.天然气作为21世纪重要的能源之一，对国民经济建设有着重要的支撑作用。在天然气的开采运输到销售的过程中，很多阶段需要对天然气进行合理调压并输送。在天然气开采过程中，气田内由于开发层位和时间的不同，往往在同时期会同时存在高压气井和低压气井。为满足外输要求，高压气体需节流，低压气体需增压。在天然气的输送过程中，输气站内平时的维修放空天然气由于压力较低，不能直接回收进入管网，大都是直接烧掉或排入大气，造成资源浪费和增加碳排放。此外，还有lng气化站日常会产生一定量的bog，在对bog进行回收中采取将其经低压压缩机和高压压缩机加压后送入下游管网。在这些情况中，一方面高压气体的降压造成的压能损失，低压气体的升压则增加了动力消耗。传统的增压和降压都须依靠机械装置(如压缩机、膨胀机)实现能量传输，是间接式的能量传递方式，极大降低了能量的利用率。在有高压气体和低压气体同时存在的工况下，可以通过利用射流扩散作用，将两股不同压力的气体相互混合并进行能量交换，形成一股在未消耗额外动力源的情况下的居中压力混合气体，可有效的降低能源的消耗和资源的浪费。可以说，引射装置的使用范围远不止此。因此，设计一套完整的引射装置系统，并实现一体化撬装，具有结构紧凑，节约空间，拆迁方便的特点，从而在天然气输送过程的压力利用中发挥作用。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种天然气引射撬，以降低能源的消耗和资源的浪费。
4.为了达到上述目的，本发明的基础方案提供一种天然气引射撬，包括高压气体管路、低压气体管路、旁通管路以及控制装置；
5.所述高压气体管路包括第一管道以及沿第一管道依次设置的控制阀一、引射器、流量计一以及控制阀二，第一管道靠近控制阀一的一端连通高压气体源，第一管道另一端连通下游管路，引射器内设收缩段；
6.低压气体管路包括第二管道以及沿第二管道依次设置的流量计二、控制阀三、控制阀四，第二管道靠近流量计二的一端与引射器入口连通，第二管道另一端连通低压气体源；
7.旁通管路包括旁通管道以及设置在旁通管道上的控制阀五，旁通管道一端连通低压气体源，旁通管道另一端位于控制阀三、控制阀四之间并与第二管道连通；
8.控制装置包括与上述控制阀、流量计电连接的控制器、与控制器电连接的压力传感器，压力传感器用于监测高压气体管路、低压气体管路的压力值，控制器用于启动/闭合上述控制阀。
9.在可能的一个设计中，还包括的撬装底座，撬装底座包括若干用于安装支撑高压气体管路、低压气体管路、旁通管路以及压力控制装置的支撑梁以及用于固定支撑梁的底
撬。
10.在可能的一个设计中，所述控制器为采用带pid调节模块的plc为基础组成独立的控制器。
11.在可能的一个设计中，第一管道、第二管道两端均设有法兰盘。
12.在可能的一个设计中，第二管道中部设有三通连接件，三通连接件端部分别连通控制阀三、控制阀四以及旁通管道。
13.在可能的一个设计中，底撬上设有起吊吊耳。
14.在可能的一个设计中，支撑梁底面设有与底撬固定的竖支架。
15.在可能的一个设计中，旁通管道靠近低压气体源一端设有法兰盘。
16.在可能的一个设计中，低压气体源可为低压井口或放空气缓冲罐。
17.本发明的原理及效果：
18.1.该引射方式适合天然气站场，无需压缩机，储气罐等复杂工艺，无论高压气体的降压、低压气体的升压，都无需依靠机械装置(如压缩机、膨胀机)实现能量传输，简单高效，且有效的降低能源的消耗和资源的浪费。
19.2.改造成本较低，整个装置模块化加工生产，并可以根据不同地区天然气站的要求进行定制化加工生产。
20.3.本发明实现一体化撬装，具有结构紧凑，节约空间，拆迁方便的特点，从而在天然气输送过程的压力利用中发挥作用。
21.4、引射器可以实现两股气体的混合，在有高压气体和低压气体同时存在的工况下，可以通过利用射流扩散作用，将两股不同压力的气体相互混合并进行能量交换，形成一股在未消耗额外动力源的情况下的居中压力混合气体，可有效的降低能源的消耗和资源的浪费，满足用户需要；这种混合后的压力取决于高压气的压力和低压气的压力，采用可调式减压阀来调节天然气压力，从而使引射混合后的天然气压力满足下游所需。
22.综上，本发明有利于合理利用天然气输送系统中的各级压能，提高资源综合利用水平，促进环境保护，解决了当前国内在天然气输送过程中高压气体的降压造成的压能损失、低压气体的升压增加了动力消耗的不足，节能效益突出。一体化撬装，具有结构紧凑，节约空间，拆迁方便的特点，从而在天然气输送过程的压力利用中发挥作用。
附图说明
23.图1为本发明一种天然气引射撬的结构示意图；
24.图2为本发明一种天然气引射撬的结构示意图；
25.图3为本发明一种天然气引射撬的架构图；
26.图4为本发明一种天然气引射撬的俯视图；
27.图5为本发明一种天然气引射撬中底撬的结构示意图。
具体实施方式
28.说明书附图中的附图标记包括：plc控制系统箱1、法兰一2、压力传感器一3、控制阀一4、引射器5、流量计一6、控制阀二7、法兰二8、底撬9、流量计二10、控制阀三11、压力传感器二12、控制阀四13、压力传感器三14、法兰三15、控制阀五16、法兰四17、支梁18。
29.下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
30.实施例：
31.如图1-4所示，一种天然气引射撬，包括高压气体管路、低压气体管路、旁通管路以及控制装置；
32.高压气体管路包括第一管道以及沿第一管道依次设置的控制阀一4、引射器5、流量计一6以及控制阀二7，第一管道靠近控制阀一4的一端连通高压气体源，第一管道另一端连通下游管路，引射器5内设收缩段；
33.低压气体管路包括第二管道以及沿第二管道依次设置的流量计二10、控制阀三11、控制阀四13，第二管道靠近流量计二10的一端与引射器5入口连通，第二管道另一端连通低压气体源；
34.第一管道、第二管道两端均设有法兰盘，旁通管道靠近低压气体源一端设有法兰盘，法兰盘分别为法兰一2、法兰二8、法兰三15和法兰四17。
35.第二管道中部设有三通连接件，三通连接件端部分别连通控制阀三11、控制阀四13以及旁通管道，旁通管路包括旁通管道以及设置在旁通管道上的控制阀五16，旁通管道一端连通低压气体源，旁通管道另一端位于控制阀三11、控制阀四13之间并与第二管道连通；低压气体源为低压井口装置或放空气缓冲罐等。
36.控制装置包括与上述控制阀、流量计均电连接的plc控制系统箱1、与plc控制系统箱1电连接的压力传感器，流量计包括设在高压气体管路上的流量计一6和设在低压气体管路上的流量计二10，压力传感器包括如图1-4所示连接在高压气体管路和低压气体管路上的压力传感器一3、压力传感器二12和压力传感器三14。压力传感器用于监测高压气体管路、低压气体管路的压力值，控制器用于启动/闭合上述控制阀，plc控制系统箱1为采用带pid调节模块的plc为基础组成独立的控制器。
37.以上控制阀均为控制球阀，以上流量计均为智能涡街流量计。
38.压力传感器负责收集感应气体的压力变化，并将压力变化值转化为偏差信号传递给plc控制系统箱11，偏差信号通过plc控制系统箱11作用到以上控制阀上，实现自动响应联锁控制引射流程的建立和隔离。
39.还包括的撬装底座，撬装底座包括若干用于安装支撑高压气体管路、低压气体管路、旁通管路以及压力控制装置的支撑梁以及用于固定支撑梁的底撬9，底撬9上设有起吊吊耳，支撑梁底面设有与底撬9固定的竖支架，具体结构见图5，该撬装底座设有用于与地基连接紧固的地脚螺栓孔。在阀门，引射器5，流量计各个设备前后均设置了支撑梁，并根据位置添加几个管路上的支撑梁，支撑梁与竖支架槽钢焊接连接，高度均设置为120cm，根据所确定支撑梁位置，设计了底撬9，底撬9长宽为835cm
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330cm，且在底撬9四角安装有起吊吊耳。将上述设备安装在撬装底座上，实现天然气引射撬装系统的三维模型设计。
40.使用时，在引射增压工况下，低压气体通过法兰三15进入引射增压撬低压气体管路，低压气体管路上安装控制阀四13，经由控制阀四13调节稳定低压气体压力；当压力控制模块通过感应低压气体压力值符合引射条件，自动响应联锁开启低压气体管路上控制阀三11、高压气体管路上控制阀一4、控制阀二7，关闭旁通管路上控制阀五16。
41.高压气体进入引射器5，进入引射器5内收缩段，由于气流流通截面减小，压缩气体压强增大，在被引射低压气体的进口处会产生一个真空度，由此可将低压气体管路中的天
然气引射进入引射器5内，引射器5可以实现两股气体的混合，通过高压天然气，把低压气引射过来，然后两者混合压力降低，满足下游需求；这种混合后的压力取决于高压气的压力和低压气的压力，采用控制阀四13来调低压天然气压力，从而使引射混合后的天然气压力满足下游所需，两股气流在混合段混合后压力降低，且满足下游压力条件，并经过流量计6计量后送入下游管道。
42.利用引射作用将被引射的低压气体在引射器5内进行混合后，满足合理压力并计量后通过法兰二8输送至下游；当压力控制模块通过感应低压气体压力值不符合引射条件，自动响应联锁关闭高压气体管路上控制阀一4、控制阀二7，低压气体管路控制阀三11，开启旁通上控制阀五16，引射增压模块在流程中处于隔离状态低压气体经旁通管路送至原流程管路。
43.低压气引射增压中根据压力变化由plc控制系统箱1进行阀门控制联锁，控制器预先设置压力值，当控制阀四13将低压气体降压并稳定在合理引射压力值时，响应联锁开启高压气体管路上的控制阀一4、控制阀二7、开启低压气管路控制阀三11、关闭旁通管路上的控制阀五16，由此建立引射流程；当控制阀四13出口压力不满足引射压力时，响应联锁关闭高压气体管路上的控制阀一4、控制阀二7、低压气体管路控制阀三11、开启旁通管路上的控制阀五16，实现隔离引射流程。
44.在至少一个实施例中，引射器5入口端通过一段60cm短接管道管径为dn150，连接控制阀一4，连接方式为法兰连接，同时控制阀一4与plc控制系统连接。控制阀一4上游设置100cm管道管径为dn150，管路上安装有一个压力表，一个压力变送器3，一个温度表，一个温度变送器，四个仪表均与1号plv控制系统连接。管路接口处设置法兰接口，用于与站场调压撬并联连接。
45.引射器5出口处通过60cm短接管道，管径dn200与智能涡街流量计6连接，连接方式为法兰连接，同时智能涡街流量计6与plc控制系统连接，实时传输压力，温度，流量信号。智能涡街流量计6下游端通过一段60cm短接管路管径为dn200与控制阀二7连接，连接方式为法兰连接，同时控制阀二7与plc控制系统连接。控制阀二7下游设置100cm管道管径为dn200，管路接口处设置法兰接口，用于与站场调压撬并联连接。
46.天然气引射器5支管接口通过一段60cm长管段管径为dn100，与智能涡街流量计10连接，连接方式为法兰连接，同时智能涡街流量计10与plc控制系统连接，实时传输压力，温度，流量信号。智能涡街流量计10，上游设置60cm长管段管径为dn100，与控制阀三11连接。
47.控制阀三11上游连接一个三通，其中低压源来气，通过缓冲罐，与15号法兰连接，通过一段长度100cm，管径dn100的管道与控制阀四13连接，管路上安装有一个压力表，一个压力传感器三14，一个温度表，一个温度变送器，四个仪表均与1号plv控制系统连接。控制阀四13与plc控制系统箱1连接。控制阀四13下游通过一段长100cm，直径dn100的管路与三通连接，管路上安装有一个压力表，一个压力传感器二12，一个温度表，一个温度变送器，四个仪表均与9号plv控制系统连接。三通的另一端为去往站内低压气支路，三通处通过一段长60cm，管径dn100的管道与控制阀五16连接，连接方式为法兰连接。同时控制阀五16与plc控制系统箱1连接。控制阀五16下游连接一段长60cm，管径dn100的管道，管路下游接口处预留法兰17，用于与站场低压源流程连接。
48.进行整体系统控制的为plc控制系统，如图1-3在撬装上安装有plc控制系统箱1，
对整个撬装的设备进行监测和控制。
49.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。