[发明专利]一种基于螺杆式膨胀机的燃气流量计量装置及方法

权利要求书

1.一种基于螺杆式膨胀机的燃气流量计量装置，其特征在于，该装置包括：

1)气体处理系统，其用于对上游的高压管网中的来流燃气进行降压并回收压力能之后通往下游的低压管网，所述气体处理系统包括螺杆式膨胀机、发电机、整流器和蓄电池，

其中，所述螺杆式膨胀机的进气口和出气口分别与高压管网和低压管网相连接，所述螺杆式膨胀机还通过联轴器与发电机连接，所述发电机通过所述整流器与蓄电池连接；

2)流量转换通讯系统，其用于在气体处理系统对来流燃气进行降压并回收压力能的过程中，基于所述气体处理系统的运行参数获取燃气流量参数和工作状态参数，所述流量转换通讯系统包括传感器组、阀门组、通讯单元以及流量转换单元，其中：

21)所述阀门组包括第一阀门和第二阀门，第一阀门设置在所述螺杆式膨胀机的进气口的上游，所述第二阀门设置在所述螺杆式膨胀机的出气口的下游；

22)所述传感器组用于采集所述气体处理系统的运行参数且所述传感器组包括压力传感器、温度传感器和转速传感器，

所述压力传感器和所述温度传感器均设置在所述螺杆式膨胀机的进气口的上游，所述转速传感器设置在能够检测所述螺杆式膨胀机的转速的位置，

其中，所述转速传感器以垂直对准的方式设置于能够获取到所述螺杆式膨胀机或者所述发电机的转速的位置；

23)所述流量转换单元用于：

根据所述传感器组采集的运行参数得出所述工作状态参数，并根据所述状态工作参数控制所述阀门组的开/闭状态，具体地：

在判断出装置存在故障的情形下，所述流量转换单元向第一阀门和所述第二阀门分别发送使阀门关闭的信号，直至装置恢复正常状态后，重新开启所述第一阀门和所述第二阀门；以及

根据所述传感器组采集的运行参数得出所述燃气流量参数，并将所述运行参数、所述燃气流量参数和所述工作状态参数中的全部或者一部分通过所述通讯单元传输至监控端；以及

3)监控端，其用于接收所述流量转换通讯系统传输的数据，以及用于向所述流量转换通讯系统发送读取数据的请求。

2.根据权利要求1所述的基于螺杆式膨胀机的燃气流量计量装置，其特征在于，所述蓄电池通过电力电缆与流量转换单元与通讯单元分别相连。

3.一种基于螺杆式膨胀机的燃气流量计量方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S100、流量转换单元基于流量计量装置的运行参数得出工作状态参数，根据所述工作状态参数进一步判断流量计量装置是否存在故障，并且

在流量计量装置存在故障的情形下，使阀门组关闭，以及将流量计量装置存在故障的信息传输至监控端；

S200、流量转换单元基于流量计量装置的运行参数得出燃气流量参数，并将所述运行参数和所述燃气流量参数中的全部或者一部分传输至监控端；

其中，所述流量计量装置的运行参数包括螺杆式膨胀机进气口上游的温度、螺杆式膨胀机进气口上游的压力以及螺杆式膨胀机的转速，

其中，所述流量转换单元基于流量计量装置为权利要求1或2所述的流量转换单元基于流量计量装置。

4.根据权利要求3所述的基于螺杆式膨胀机的燃气流量计量方法，其特征在于，所述燃气流量参数为气体累计流量，所述气体累计流量的计算方法包括如下步骤：

S21、来流燃气在当前压力下的气体体积流量V_P由以下的公式(1)计算得出：

V_P＝m_sv_sn (1)

公式(1)中，m_s为螺杆式膨胀机的螺槽数，v_s为单个螺槽的容积，n为螺杆式膨胀机的转速；

S22、基于计算出的V_P，求得来流燃气在标况下的气体瞬时流量V_st；以及

S23、基于计算出的V_st，时间段Δt内的累积气体流量V_Δt由以下的公式(2)计算得出：

公式(2)中，Δt＝t2-t1，t1为起始时间，t2为终止时间，f为泄漏百分数。