[发明专利]一种天然气管网智能发电计量的装置及方法

说明书

本发明公开了一种天然气管网智能发电计量的装置，包括发电装置、数据采集系统、控制系统，所述发电装置直接内接于天然气管道中，所述数据采集系统包括前置温度压力变送器、后置温度压力变送器；所述控制系统包括高压密封接线柱、导线、UPS模块、PLC模块、截止阀和电动阀、调压阀，所述的PLC模块用于根据监测的发电装置前后压力差或发电参数计算发电装置所在位置的天然气当前流量数据。本发明还公开了一种天然气管网智能发电计量的方法。本发明具有无需外加电力、自控程度高、工作稳定等优点，还能判断天然气是否泄漏、减少人工监察、降低管道计量成本，大大提高管网运行安全性。未来可运用于整个天然气管网，实现管网智能化控制。

技术领域

本发明属于气体计量领域，具体涉及一种天然气管网智能发电计量的装置及方法。

背景技术

随着社会的迅猛发展，天然气需求量也越来越大。这也对城市燃气管网的运营管理和安全建设提出了更高的要求。而目前城市燃气管网主要还是通过普通的巡检管理系统和人为管理为主，存在着许多问题，如数据无法采集，存在人为管理或操作失误等。因此，需要智能化的手段，提高燃气管网的安全性。

而智能管网的实现，需要用电。但目前许多调压站、调压箱都处于无电或缺电状态。特别是偏离市区地区，更缺少电源，想实现智能化管网更加困难。若拉市电，则需要高昂的拉电缆费用，且政府审批困难。采用太阳能或风能又有很多不稳定因素，并不能持续稳定发电。而且利用流量计计量费用过高，难以普及。

因此，需要一种智能发电计量的方法及装置，对温度压力变送器及阀门等进行供电，对管道内天然气数据进行采集并计量天然气流量，并自动控制阀门的启闭和报警。

中国专利申请CN203488999U公布了一种天然气管道系统用调压计量装置。天然气经过箱体上的手动球阀、流量计、控制阀、调压器等对天然气进行调压计量。该装置的优点在于结构简单、安全可靠。但其实只是将传统的流量计、调压器、阀门等进行整合，且控制需人工手动控制、不能进行数据传输，极为不便。

中国专利申请CN105822904A公布了一种燃气管道内置发电调压装置。通过在天然气管道中加入叶轮及发电机进行发电，发出的点储存于蓄电池中，再供电给用电设备。该发明体积小、拆装方便，可以解决偏远地区的燃气管线监控设备用电问题。但该发明并不具备计量功能，不能检测天然气是否泄漏，想实现计量还需再加一个流量计，并不适合偏远、小型场站。

发明内容

本发明的目的在于针对上面提出的目前已有的天然气计量装置及管道内置发电装置的隐患及不足，提供一种天然气管网智能发电计量的方法及装置，以达到偏远无电缺电地区的准确计量、平稳运营，及时判断天然气是否存在泄漏、传输天然气参数等目的。

本发明实现上述目的的技术方案为：

一种天然气管网智能发电计量的装置，包括发电装置、数据采集系统、控制系统，所述发电装置直接内接于天然气管道中，所述数据采集系统包括设置在发电装置上游的前置温度压力变送器、设置在发电装置下游的后置温度压力变送器；所述控制系统包括高压密封接线柱、导线、UPS模块、PLC模块、设置在发电装置上游的截止阀和电动阀、设置在发电装置下游的调压阀，所述的UPS模块通过导线和高压密封接线柱连接发电装置储存电能、监控发电装置发电参数，同时为PLC模块、截止阀、电动阀、调压阀、前置温度压力变送器、后置温度压力变送器供电，所述的PLC模块与所述截止阀、电动阀、调压阀、前置温度压力变送器、后置温度压力变送器电路连接，用于根据监测的发电装置前后压力差或发电参数计算发电装置所在位置的天然气当前流量数据。

进一步地，所述的发电装置包括发电机、固定铁条、电机金属套筒、叶轮，所述发电机通过螺丝固定在电机金属套筒内，所述电机金属套筒通过固定铁条固定在天然气管道内，所述叶轮固定在所述发电机的转轴上，所述转轴的前端设置有导流弹头。

进一步地，所述的天然气管道内还设置有位于叶轮前方的导流圈，用于改变天然气流向，增大天然气与叶轮的接触面积，增大发电量。