一种用于压气站一键启停的装置及方法

技术领域

本发明涉及压缩空气供气系统技术领域，尤其涉及一种用于压气站一键启停的装置及方法。

背景技术

压气站是指装有天然气增压设备的站场。在油、气田内部设置的压气站称矿场压气站，它将低压天然气增压后送往气体处理厂进行脱硫、脱水、脱二氧化碳并回收液化石油气、天然气等，使气体达到商品天然气气质要求。长距离天然气管道起点的压气站称起点压气站，俗称首站。它接收处理厂来的商品天然气，经除尘、计量、增压后，输往下一站。中间压气站设于管道沿线，用以补充气体沿天然气管道流动时所消耗的压力能，将天然气按要求的流量输至管道终点。

随着天然气管道生产管理模式的变革，压气站区域化管理作为一种先进管理理念得到了逐步推广，需要区域化管理、无人值守、远程调控等各类生产运行技术作为支撑，压气站一键启停站技术是其重要的技术基础。一键启停包括状态反馈与报警检测、站内工艺流程自动导通、压缩空气系统自动启停、压缩机厂房风机自动分配、压缩机组一键启动、防喘控制与负荷分配的自动投用与退出 6 个部分。然而天然气长输管道在运行过程中，可能会由于氧化、外部环境变化、管道破坏等因素影响，天然气长输管道容易发生泄露等情况。天然气泄露会造成环境污染和财产损失，严重情况下会威胁人身安全，所以天然气长输管道泄露检测对高效、安全的生产意义重大。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于压气站一键启停的装置及方法，解决现有压气站长输管道一键启停中未对管道泄露进行检测的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于压气站一键启停的方法，在一键启停过程中，进行泄露检测，包括：

获取输量信息，基于所述输量信息初步判断长输管是否泄露；

若初步判断发生泄露问题，获取流量数据；

基于所述流量数据判断所述长输管是否泄露；

若确定发生泄露问题，判断发生泄露的输送段；

获取发生泄露的输送段的检测数据，基于所述检测数据分析所述输送段发生泄露的程度与位置；

基于分析结果发出预警信息。

在其中一个实施例中，获取输量信息，基于所述输量信息初步判断长输管是否泄露，包括：

获取实际输量值，判断所述实际输量值与预设目标输量值的误差是否在预设输量误差范围内；

若在预设输量误差范围内，初步判断所述长输管未发生泄露；

若不在预设输量误差范围内，初步判断所述长输管发生泄露。

在其中一个实施例中，若初步判断发生泄露问题，获取流量数据，包括：

在首站和中间站的所述长输管内间隔设置若干流量检测点；

获取各流量检测点的流量数据。

在其中一个实施例中，基于所述流量数据判断所述长输管是否泄露，包括：

判断所述流量检测点的所述流量数据与所述流量检测点对应的预设流量数据的误差是否在预设流量误差范围内；

若在预设流量误差范围内，判断所述长输管未发生泄露；

若不在预设流量误差范围内，判断所述长输管发生泄露。

在其中一个实施例中，若确定发生泄露问题，判断发生泄露的输送段，包括：

不在预设流量误差范围内的流量检测点和首个不在预设流量误差范围内的流量检测点之前的流量检测点组成的新的流量检测点组；

获取新的流量检测点组中相邻流量检测点的差值；

判断基于所述差值绘制的差值图中是否只有一个波动区；

若是，判断构成波动区的相邻两个流量检测点之间的长输管为发生泄露的输送段；

若否，判断每一个波动区中构成波动区的相邻两个流量检测点之间的长输管为发生泄露的输送段。

在其中一个实施例中检测数据包括长输管道的外表面压力。

在其中一个实施例中，获取发生泄露的输送段的检测数据，基于检测数据分析输送段发生泄露的程度与位置，包括：

获取发生泄露的输送段的外表面压力；

获取所述外表面压力超过预设泄露压力值的位置信息，所述位置信息为输送段发生泄露的位置。

在其中一个实施例中，获取发生泄露的输送段的检测数据，基于检测数据分析输送段发生泄露的程度与位置，还包括：

获取发生泄露输送段的压力值；

基于压力值和预设压力值的关系确定输送段发生泄露的程度。

在其中一个实施例中，所述基于分析结果发出预警信息，包括：

预先设定预设泄露程度矩阵H0，设定H0=（H1,H2,H3,H4），其中，H1为第一预设泄露程度，H2为第二预设泄露程度，H3为第三预设泄露程度，H4为第四预设泄露程度，其中H1＜H2＜H3＜H4；

预先设定预设预警等级矩阵G0，设定G0=（G1,G2,G3,G4），其中，G1为第一预设预警等级，G2为第二预设预警等级，G3为第三预设预警等级，G4为第四预设预警等级，且G1＜G2＜G3＜G4；

根据所述泄露程度H与各预设泄露程度之间的关系设定预警等级G：

当H＜H1时，选定所述第一预设预警等级G1作为预警等级G；

当H1≤H＜H2时，选定所述第二预设预警等级G2作为预警等级G；

当H2≤H＜H3时，选定所述第三预设预警等级G3作为预警等级G；

当H3≤H＜H4时，选定所述第四预设预警等级G4作为预警等级G。

为实现上述目的，本发明还提供了一种用于压气站一键启停的装置，所述装置包括：

长输管，所述长输管道的外表面包覆有弹性防燃层；

检测装置，检测装置包括流量计和压力检测器；长输管内间隔固定所述流量计，所述压力检测器间隔分布在所述弹性防燃层内；

控制器，控制器电连接检测装置，控制器用于获取输量信息，基于输量信息初步判断长输管是否泄露；

若初步判断发生泄露问题，获取流量数据；

基于流量数据判断长输管是否泄露；

若确定发生泄露问题，判断发生泄露的输送段；

获取发生泄露的输送段的检测数据，基于检测数据分析输送段发生泄露的程度与位置；

基于分析结果发出预警信息。

本发明公开了以下技术效果：

本发明提供的一种用于压气站一键启停的装置及方法，通过逐步检测分析确定输送段发生泄露的程度与位置，并基于分析结果发出预警信息；避免了对长输管道进行全部检测，提高了检测速度、提高了检测精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的用于压气站一键启停的方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的长输管的示意图；

图3是本发明实施例提供的发生泄露的输送段的示意图；

图4是本发明实施例提供的一个波动区温差图；

图5是本发明实施例提供的两个波动区温差图；

图6是本发明实施例提供的用于压气站一键启停的装置的示意图；

其中：10、长输管；11、弹性防燃层；12、压力检测器；13、流量计；20、首站； 30、中间站。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不是用来限制本发明的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

一键启停由状态反馈与报警检测、站内工艺流程自动导通、压缩空气系统自动启停、压缩机厂房风机自动分配、压缩机组一键启动、防喘控制与负荷分配的自动投用与退出6 个部分组成。状态反馈与报警检测用于自动判断一键启站所涉及的设备状态是否正常；站内工艺流程自动导通用于自动检查站场工艺流程是否满足启站要求，在阀门状态满足要求后，自动导通站内工艺流程；压缩空气系统自动启停用于自动检查压缩空气管路压力是否正常。在一键启停过程中，未进行泄露检测。

为了避免因管道泄露影响一键启停，如图1所示，本实施例公开了一种用于压气站一键启停的方法，在一键启停过程中，进行泄露检测，包括：

步骤S010，获取输量信息，基于输量信息初步判断长输管是否泄露；

步骤S020，若初步判断发生泄露问题，获取流量数据；

步骤S030，基于流量数据判断长输管是否泄露；

步骤S040，若确定发生泄露问题，判断发生泄露的输送段；

步骤S050，获取发生泄露的输送段的检测数据，基于检测数据分析输送段发生泄露的程度与位置；

步骤S060，基于分析结果发出预警信息。

可以理解的是，在上述实施例中，通过步骤S010-步骤S030可以准确判断长输管是否泄露，提高判断精度；通过步骤S040-步骤S050可以精确输送段发生泄露的程度与位置，提高泄露检测准确率。

如图2-3所示，在本申请的一些实施例中，获取输量信息，基于输量信息初步判断长输管是否泄露，包括：

获取实际输量值，判断实际输量值与预设目标输量值的误差是否在预设输量误差范围内；

若在预设输量误差范围内，初步判断长输管未发生泄露；

若不在预设输量误差范围内，初步判断长输管发生泄露。

具体的，假设首站输量值是1200 m

可以理解的是，在上述实施例中，通过获取实际输量值，判断实际输量值与预设目标输量值的误差是否在预设输量误差范围内，可以进行初步泄露检测。

在本申请的一些实施例中，若初步判断发生泄露问题，获取流量数据，包括：

在首站和中间站的长输管内间隔设置若干流量检测点；

获取各流量检测点的流量数据。

基于流量数据判断长输管是否泄露，包括：

判断流量检测点的流量数据与流量检测点对应的预设流量数据的误差是否在预设流量误差范围内；

若在预设流量误差范围内，判断长输管未发生泄露；

若不在预设流量误差范围内，判断长输管发生泄露。

具体的，在首站和中间站的长输管内间隔设置8个流量检测点，沿首站到中间站方向，分别将流量检测点命名为X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8；长输管未发生泄露的话，与流量检测点对应的预设流量数据分别为1200 m

在本申请的一些实施例中，若确定发生泄露问题，判断发生泄露的输送段，包括：

不在预设流量误差范围内的流量检测点和首个不在预设流量误差范围内的流量检测点之前的流量检测点组成的新的流量检测点组；

获取新的流量检测点组中相邻流量检测点的差值；

判断基于所述差值绘制的差值图中是否只有一个波动区；

若是，判断构成波动区的相邻两个流量检测点之间的长输管为发生泄露的输送段；

若否，判断每一个波动区中构成波动区的相邻两个流量检测点之间的长输管为发生泄露的输送段。

如图4所示，可以理解的是，在上述实施例中，若实际检测流量检测点X1- X8的实际流量数据分别为1200 m

如图5所示，若实际检测流量检测点X1- X8的实际流量数据分别为1200 m

如图3所示，在本申请的一些实施例中，检测数据包括长输管道的外表面压力。

获取发生泄露的输送段的检测数据，基于检测数据分析输送段发生泄露的程度与位置，包括：

获取发生泄露的输送段的外表面压力；

获取所述外表面压力超过预设泄露压力值的位置信息，所述位置信息为输送段发生泄露的位置。

可以理解的是，在上述实施例中，输送段的某一处发生泄露，此时弹性防燃层会因泄露天然气而凸起，外表面压力超过预设泄露压力值，获取所述外表面压力超过预设泄露压力值的位置信息，确定位置信息为输送段发生泄露的位置。

在本申请的一些实施例中，获取发生泄露的输送段的检测数据，基于检测数据分析输送段发生泄露的程度与位置，还包括：

获取发生泄露输送段的压力值；

基于压力值和预设压力值的关系确定输送段发生泄露的程度。

可以理解的是，在上述实施例中，压力值越大，发生泄露的程度越严重。

在本申请的一些实施例中，基于分析结果发出预警信息，包括：

预先设定预设泄露程度矩阵H0，设定H0=（H1,H2,H3,H4），其中，H1为第一预设泄露程度，H2为第二预设泄露程度，H3为第三预设泄露程度，H4为第四预设泄露程度，其中H1＜H2＜H3＜H4；

预先设定预设预警等级矩阵G0，设定G0=（G1,G2,G3,G4），其中，G1为第一预设预警等级，G2为第二预设预警等级，G3为第三预设预警等级，G4为第四预设预警等级，且G1＜G2＜G3＜G4；

根据泄露程度H与各预设泄露程度之间的关系设定预警等级G：

当H＜H1时，选定第一预设预警等级G1作为预警等级G；

当H1≤H＜H2时，选定第二预设预警等级G2作为预警等级G；

当H2≤H＜H3时，选定第三预设预警等级G3作为预警等级G；

当H3≤H＜H4时，选定第四预设预警等级G4作为预警等级G。

具体的，预先设定预设泄露程度矩阵H0，设定H0=（25%,50%,75%,100%），其中，25%为第一预设泄露程度，50%为第二预设泄露程度，75%为第三预设泄露程度，100%为第四预设泄露程度，其中0≤25%＜50%＜75%＜100%；

预先设定预设预警等级矩阵G0，设定G0=（G1,G2,G3,G4），其中，G1为第一预设预警等级，G2为第二预设预警等级，G3为第三预设预警等级，G4为第四预设预警等级，且G1＜G2＜G3＜G4；

根据泄露程度H与各预设泄露程度之间的关系设定预警等级G：

当H＜25%时，选定第一预设预警等级G1作为预警等级G；

当25%≤H＜50%时，选定第二预设预警等级G2作为预警等级G；

当50%≤H＜75%时，选定第三预设预警等级G3作为预警等级G；

当75%≤H＜100%时，选定第四预设预警等级G4作为预警等级G。

可以理解的是，在上述实施例中，根据泄露程度H与各预设泄露程度之间的关系设定预警等级G，提醒工作人员的泄露问题的严重性问题，方便工作人员采用不同的补救措施进行补救。

需要说明的是，以上优选实施例的方案仅为本申请所提出的一种具体实现方式，本领域技术人员可根据实际情况选择其他预先设定预设泄露程度矩阵H0和预设预警等级矩阵G0，这并不影响本申请的保护范围。

如图6所示，为实现上述目的，本发明还提供了一种用于压气站一键启停的装置，装置包括：

长输管10，所述长输管道10的外表面包覆有弹性防燃层11；

检测装置，检测装置包括流量计13和压力检测器12；长输管内间隔固定所述流量计13，所述压力检测器12间隔分布在所述弹性防燃层11内；

控制器，控制器电连接检测装置，控制器用于获取输量信息，基于输量信息初步判断长输管是否泄露；

若初步判断发生泄露问题，获取流量数据；

基于流量数据判断长输管是否泄露；

若确定发生泄露问题，判断发生泄露的输送段；

获取发生泄露的输送段的检测数据，基于检测数据分析输送段发生泄露的程度与位置；

基于分析结果发出预警信息。

可以理解的是，在上述实施例中，装置简单，能够实现对温度、压力的采集，压气站的一站启停本身可以获取输量值；该装置可以通过控制器分析获取的各种检测数据，实现对泄露位置逐级确定，避免了对长输管道进行全部检测，提高了检测速度、提高了检测精度。

应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

领域普通技术人员可以理解：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。