[发明专利]天然气膨胀机独立调压装置及方法

权利要求书

1.一种天然气膨胀机独立调压装置，其特征在于，该装置包括：

天然气系统，其用于对上游的高压管网中的天然气进行降压并回收压力能，以及用于将降压并回收压力能之后的天然气通往下游的低压管网；

调控系统，其包括中控器，所述中控器用于在所述降压并回收压力能的过程中调整相应的参数；以及

监控端，其用于接收所述中控器传输的数据，以及用于向所述中控器发送读取数据的请求。

2.根据权利要求1所述的天然气膨胀机独立调压装置，其特征在于，所述天然气系统包括加热器、膨胀机以及缓冲罐；其中：

所述加热器的天然气入口连接至所述高压管网，所述加热器的天然气出口与所述膨胀机的天然气入口相连接，所述膨胀机的天然气出口与所述缓冲罐的天然气入口相连接，所述缓冲罐的天然气出口连接至所述低压管网；

所述天然气系统还包括发电机，所述发电机与所述膨胀机相连接。

3.根据权利要求2所述的天然气膨胀机独立调压装置，其特征在于，所述发电机通过电源线与所述中控器电连接，用于向所述中控器提供电能。

4.根据权利要求2所述的天然气膨胀机独立调压装置，其特征在于，所述天然气系统还包括调压阀，所述加热器的第二天然气入口连接至能够获取预加热燃料的燃料管网，所述调压阀设置于所述第二天然气入口和所述燃料管网之间，

其中，所述燃料管网为高压管网或者低压管网。

5.根据权利要求4所述的天然气膨胀机独立调压装置，其特征在于，所述调控系统还包括与所述中控器通过信号电缆分别相连的温度传感器、转速传感器、压力传感器组和阀门组，并且

所述中控器还通过信号电缆与所述发电机相连接，所述中控器根据所述压力传感器组传送的压力信号调节所述发电机的转速。

6.根据权利要求5所述的天然气膨胀机独立调压装置，其特征在于，所述温度传感器设置于加热器的天然气出口与所述膨胀机的天然气入口之间，所述温度传感器用于检测加热器的天然气出口下游的天然气的温度并将温度信号传送给所述中控器；

所述转速传感器设置于所述膨胀机、所述发电机或者二者之间，所述转速传感器用于检测所述发电机或者所述膨胀机的转速并将转速信号传送给所述中控器；以及

所述压力传感器组包括第一压力传感器和第二压力传感器，其中：

所述第一压力传感器设置于缓冲罐上，所述第一压力传感器用于检测缓冲罐内的天然气压力并将压力信号传送给所述中控器；

所述第二压力传感器设置于所述第二阀门与低压管网之间，所述第二压力传感器用于检测通往低压管网的天然气压力。

7.根据权利要求6所述的天然气膨胀机独立调压装置，其特征在于，所述阀门组包括：

第一阀门，其设置于所述调压阀的天然气出口和所述加热器的第二天然气入口之间，所述中控器能够根据所述温度传感器传送的温度信号温度调整所述第一阀门的开度；

第二阀门，其设置于所述缓冲罐和所述低压管网之间，所述中控器能够调整所述第二阀门的开度。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的天然气膨胀机独立调压装置，其特征在于，所述中控器还用于根据采集的参数判断天然气调压装置是否存在故障，并且

在所述天然气调压装置存在故障的情形下，所述中控器向所述监控端发送故障信息和/或与故障信息相关的提醒信号。

9.一种天然气膨胀机独立调压方法，其特征在于，该方法包括：整定温度的步骤以及整定压力的步骤，并且所述整定压力的步骤是在所述整定温度的步骤完成的前提下进行的；

其中，所述整定温度的步骤为：根据温度传感器检测的加热器的天然气出口的天然气的温度，中控器通过调整第一阀门开度的方式以使天然气的温度达到并稳定至所述中控器设定的温度水平；

其中，所述整定压力的步骤为：基于膨胀机的转速，中控器根据第一压力传感器和第二压力传感器检测的缓冲罐和低压管网上游的压力，通过对发电机的转速控制来改变通入膨胀机的天然气的流量，进而使第一压力传感器和第二压力传感器检测的天然气的压力均达到并稳定至中控器设定的压力水平。

10.根据权利要求9所述的天然气膨胀机独立调压方法，其特征在于，所述整定压力的步骤具体包括：

1)在膨胀机小于设定的最高允许转速的情形下，根据第一压力传感器和第二压力传感器检测的压力进行以下的压力整定控制：

11)当第二压力传感器检测的压力低于设定的压力水平、而第一压力传感器检测的压力处于设定的压力水平时，中控器向发电机的励磁模块发送提高发电机的励磁电流的信号以提高发电机的转速，进而使膨胀机的转速也随之升高，直至第一压力传感器传输的压力信号达到高于设定的压力水平第一预设值的第一目标状态，然后按照以下步骤进行控制：

111)若第二压力传感器检测的压力持续降低，则中控器向发电机发送能够进一步提高发电机的转速的信号，膨胀机的转速也随之进一步升高，直至第二压力传感器检测的压力开始回升；

112)若第二压力传感器检测的压力开始回升，则中控器向发电机发送能够降低发电机的转速的信号，膨胀机的转速也随之进一步降低，直至第二压力传感器检测的压力开始降低；

中控器接收并按照上述步骤111)和112)的原则循环调节第二压力传感器检测的天然气的压力，直至第二压力传感器检测的压力达到并稳定至设定的压力水平；

12)当第二压力传感器检测的压力信号高于设定的压力水平时，中控器向发电机的励磁模块发送降低发电机的励磁电流的信号以降低发电机的转速，膨胀机的转速也随之降低，直至第二压力传感器检测的压力达到高于设定的压力水平第二预设值的第二目标状态；

13)当第一压力传感器检测的压力低于设定的压力水平时，中控器向发电机的励磁模块发送提高发电机的励磁电流的信号以提高发电机的转速，膨胀机的转速也随之缓慢升高，直至第一压力传感器检测的压力达到并稳定至设定的压力水平；

2)在膨胀机的转速大于等于设定的最高允许转速的情形下，则根据第一压力传感器和第二压力传感器检测的压力进行以下相应的整定控制：

21)当第一压力传感器和第二压力传感器检测的压力均高于设定的压力水平时，则中控器按照上述步骤12)进行压力调整，即中控器通过降低发电机的转速使第二压力传感器检测的压力达到高于设定的压力水平第三预设值的第三目标状态；

22)当第一压力传感器和第二压力传感器中的其中一个检测的压力低于设定的压力水平时，则中控器向发电机的励磁模块发送提高发电机的励磁电流信号以提高发电机的转速，一方面使发电机和膨胀机保持最高允许转速运转，同时中控器向监控端发送最大供气量不足的提示信号；

中控器接收并按照上述步骤21)和22)的原则循环调节第一压力传感器和第二压力传感器检测的天然气的压力，直至第一压力传感器和第二压力传感器传送的压力信号达到并稳定至设定的压力水平。