一种基于水合物技术天然气管道调峰方法与装置.pdf

长距离输气管道，时常处于输气与供气不平衡状态，利用各种储气设备解决这种不平衡是最有效的方法之一，本发明涉及一种基于水合物技术天然气管道调峰方法与装置，其中装置主要有：逻辑压力控制器(LPC)(1)；天然气储腔(2)；电动机(3)；压力控制器(4)；螺纹式腔体压盘(5)；水合物生成/分解器(6)；天然气干燥装置(7)；压力控制阀(8)；调峰器壳面(9)；压力传感器(10)；天然气管线(11)；数据线(12)；给水泵(13)，本发明是一种便于自动化控制的天然气管道调峰装置，大大提高和优化了长距离输气管道运行。

权利要求书
1.  一种基于水合物技术天然气管道调峰方法与装置，方法中采用的装置包括：逻辑压力控制器(LPC)(1)；天然气储腔(2)；电动机(3)；压力控制器(4)；螺纹式腔体压盘(5)；水合物生成/分解器(6)；天然气干燥装置(7)；压力控制阀(8)；调峰器壳面(9)；压力传感器(10)；天然气管线(11)；数据线(12)；给水泵(13)；其具体连接顺序为：电动机(3)通过螺纹杆与螺纹式腔体压盘(5)相连，螺纹式腔体压盘(5)根据螺纹杆旋进长度，在天然气储腔(2)中移动，管线通过单向阀后依次将四个并列式水合物生成/分解器(6)、天然气干燥装置(7)和压力控制阀(8)连成一体，最后连接压力控制阀(8)的管线与干线管道连在一起；压力控制器(4)通过数据线(12)与逻辑压力控制器(LPC)(1)连接在一起。

2.  如权利要求1所述的一种基于水合物技术天然气管道调峰方法与装置，其特征在于，逻辑压力控制器(LPC)(1)是可编程控制器，可根据管道运行参数与季节气候不同，设定其控制值。

3.  如权利要求1所述的一种基于水合物技术天然气管道调峰方法与装置，其特征在于，逻辑压力控制器(LPC)(1)有一个压力低压高压输入端口，和三个输出端口：阀门端口、电机端口、冷/热机端口，其通过管道内压力值大小来向阀门端口发出指令，通过数据线(12)传输的信号值来向电机端口、冷/热机端口发出指令。

4.  如权利要求1所述的一种基于水合物技术天然气管道调峰方法与装置，其特征在于，压力控制阀(8)在天然气干燥装置(7)管线中压力大于干线管道压力才会开启，水合物调峰装置中的天然气才会进入干线管道。

说明书一种基于水合物技术天然气管道调峰方法与装置
本发明涉及一种基于水合物技术天然气管道调峰方法与装置，属于天然气管道调峰技术领域。
背景技术
天然气从开采到使用要经历采、净、输、储、配五代环节。由矿区开采来的天然气汇集到集气管网，经过中间压气站，最终进入城市管网。由于气体的特殊性原因，在五个环节紧密连接在一起，构成了一个密闭的、连续的、统一的系统。在此系统中，各个环节都必须相互协调、紧密配合来共同完成天然气到用户这一过程。
城市用气量不断变化，有月不均匀性、日不均匀性和时不均匀性，但气源的供应量不可能完全按用气量的变化而随时改变，特别是长距离输气管道，为求得最高效益和最佳管道输送效率，总希望在某一最佳输量下工作。这样输气与供气经常处于一种不平衡状态，为保证用户需求同时不间断供气，利用各种储气设备解决用气不均匀是最有效的方法之一。
传统天然气管道调峰设备有：建立地下储气库、地上储气罐储气、将天然气转化为LNG储存。比较传统储气方式，存在众多缺陷。首先地下储气库建设和地面储气库建设耗资都比较巨大，而且在管理上也极为不变。地下储气库对地质要有一定的要求，因为天然气储存在密闭性上必须严格保证，一方面是防火安全，另一方面是天然气如果泄漏，对大气污染会很大，天然气的温室效应是二氧化碳的20多倍，必须严格管理。天然气转化 为液态LNG造价很高，这样会大大增加天然气成本，不利于长期大型采用。
目前在天然气储存设备中，在用户用气少时将天然气在高压、低温下转化为水合物，在需求大的时候水合物再分解出天然气是最经济有效的方法。本发明提供一种便于自动化控制的天然气管道调峰装置，大大提高和优化了长距离输气管道运行。
发明内容
本发明提供一种基于水合物技术天然气管道调峰方法与装置包括：逻辑压力控制器(LPC)(1)；天然气储腔(2)；电动机(3)；压力控制器(4)；螺纹式腔体压盘(5)；水合物生成/分解器(6)；天然气干燥装置(7)；压力控制阀(8)；调峰器壳面(9)；压力传感器(10)；天然气管线(11)；数据线(12)；给水泵(13)；其具体连接顺序为：电动机(3)通过螺纹杆与螺纹式腔体压盘(5)相连，螺纹式腔体压盘(5)根据螺纹杆旋进长度，在天然气储腔(2)中移动，管线通过单向阀后依次将四个并列式水合物生成/分解器(6)、天然气干燥装置(7)和压力控制阀(8)连成一体，最后连接压力控制阀(8)的管线与干线管道连在一起；压力控制器(4)通过数据线(12)与逻辑压力控制器(LPC)(1)连接在一起。
附图说明
图1天然气管道调峰装置
图2LPC I/O端口功能
图3水合物生成/分解器
具体实施方式
以下结合附图和实例来具体说明本发明。
本发明所述一种基于水合物技术天然气管道调峰方法与装置，其中装置包括：逻辑压力控制器(LPC)(1)；天然气储腔(2)；电动机(3)；压力控制器(4)；螺纹式腔体压盘(5)；水合物生成/分解器(6)；天然气干燥装置(7)；压力控制阀(8)；调峰器壳面(9)；压力传感器(10)；天然气管线(11)；数据线(12)；给水泵(13)；具体连接顺序为：电动机(3)通过螺纹杆与螺纹式腔体压盘(5)相连，螺纹式腔体压盘(5)根据螺纹杆旋进长度，在天然气储腔(2)中移动，管线通过单向阀后依次将四个并列式水合物生成/分解器(6)、天然气干燥装置(7)和压力控制阀(8)连成一体，最后连接压力控制阀(8)的管线与干线管道连在一起；压力控制器(4)通过数据线(12)与逻辑压力控制器(LPC)(1)连接在一起。
逻辑压力控制器(LPC)(1)是具有可编程的功能的微型计算机，通过对初始值得设定，可以对阀门端口、冷机/热机端口、电动机端口发出指令进行控制，由于管道供气受季节供气影响，可以通过分析后，根据实际情况对不同季节管道压力初始值设定不同压力值。
水合物生成/分解器(6)是由四个并列水合物生成分解装置构成的，由于在天然气储腔(2)中天然气已经有很大的压力，再经过螺纹式腔体压盘(5)加压后，拥有更高的压力非常有利于水合物的形成，当给水泵(13)通过管路向四个并列水合物生成/分解器装置注入一定量的水后，当冷机开始制冷一段时间后，就会有大量水合物形成；当干线管道需要加大天然气压力时，热机开始加热装置中生成的水合物，水合物受热分解后气体进入干线管道，最终实现管道的调峰。
由于昼夜用气不均衡，干线输气段末端管道内气体压力会有很大的变 化。
当处于夜间时，由于处于用气低谷，管道内气体压力会增加，此时逻辑压力控制器(LPC)(1)得到管道内压后，会与设定值作比较，如果管道内的压力之大与设定值的时候，逻辑压力控制器(LPC)(1)就会向阀门端口发出指令，控制阀门端口关闭干线方向阀门，此时干线输气管道中天然气就会沿着管道进入天然气储腔(2)中，起初螺纹式腔体压盘(5)处于天然气储腔(2)顶部，使天然气储腔(2)有着足够的气体空间容纳天然气，随着天然气的不断充入，天然气储腔(2)压力不断提高，压力传感器(10)通过数据线将天然气储腔(2)压力值传输给逻辑压力控制器(LPC)(1)，当压力值达到设定值时，逻辑压力控制器(LPC)(1)就会向电机端口发出指令，让电机旋转，将螺纹式腔体压盘(5)压到天然气储腔(2)底部，在螺纹式腔体压盘(5)压向天然气储腔(2)底部时，腔体压强会骤然增大，会将天然气经过管道压开单向阀，天然气进入水合物生成/分解器(6)；同时也向冷/热机端口发出指令，此时冷机开始制冷，由于水合物生成/分解器(6)中可以通过给水泵(13)获得足够的水，水合物生成/分解器(6)系统在高压、低温情况下生成水合物而储存在水合物生成/分解器(6)中，由于水合物的生成使得装置体系压力减小，当压力传感器(10)传输压力信号小于压力控制器(4)设定值时，压力控制器(4)向逻辑压力控制器(LPC)(1)发出信号，此时逻辑压力控制器(LPC)(1)就会向电机端口发出指令，此时电机逆向旋转，螺纹式腔体压盘(5)再次提升到天然气腔体(2)顶部。
当白天用气处于高峰的时候或者用气量处于大的月份，如冬季，随着 对天然气需求加大，管道内压力会减小，当干线管道压力值小于逻辑压力控制器(LPC)(1)设定值时，逻辑压力控制器(LPC)(1)就会向阀门端口发出指令，此时管道阀门打开向干线方向，而调峰装置管线方向阀门关闭，此时逻辑压力控制器(LPC)(1)向冷/热机端口发出指令，此时水合物生成/分解器(6)中热机开始工作，由于水合物生成/分解器(6)中的温度升高，水合物就会分解，体系中压力就会增大，当压力达到一定值就会冲开与天然气干燥装置(7)相连的单向阀，从而进入天然气干燥装置(7)，经干燥后的天然气会沿着管线经过压力控制阀(8)后进入干线输气管。
压力控制阀(8)不受逻辑压力控制器(LPC)控制，但是只有当天然气干燥装置(7)管线中压力大于干线管道压力才会开启，水合物调峰装置中的天然气才会进入干线管道。