眾所周知燃氣輸配中控制管線壓力是衡量保障供氣的重要標準之一，但是如何控制管線壓力達到穩(wěn)定輸氣卻是需要研究和實際探索的。 2000年沈陽市金杯汽車制造公司和美國通用汽車公司合資的沈陽金通汽車公司要求沈陽市煤氣總公司根據(jù)生產(chǎn)要求在“金通燃氣管線”上提供壓力穩(wěn)定的燃氣供應(yīng)，這給我們提出了一個自動調(diào)控管線壓力的課題，也給我們提供了實現(xiàn)探索的機遇。
沈陽金通汽車公司要求“金通燃氣管線”的壓力始終保持在80-90kPa之間，沈陽城市燃氣管網(wǎng)一般都在50kPa左右，顯然不能滿足金通公司的用氣要求。 2000年6月到11月沈陽市煤氣總公司和上海市公用事業(yè)研究所在現(xiàn)有工況的基礎(chǔ)上，因地制宜開發(fā)了“燃氣管線壓力自動監(jiān)控系統(tǒng)”經(jīng)半年多的實際運行滿足了金通用氣要求，達到了預(yù)期的效果。
一、 燃氣管線壓力自動監(jiān)控系統(tǒng)簡介
1、燃氣管線壓力自動監(jiān)控系統(tǒng)工藝設(shè)計
(1)實際工況：沈陽市煤氣總公司儲配站有一座15萬立方米干式氣罐；四臺壓送機，其中二臺12000米3/時，二臺7200米3/時； 2200公里城市管網(wǎng)；管網(wǎng)壓力在用氣低峰時處在50kPa以下，用氣高峰時保持在50kPa以上。 “金通燃氣管線”0．8公里，口徑DN300與壓送機出口連接，并與城市管網(wǎng)相通；
(2)工藝設(shè)計方案：由于“金通燃氣管線”口徑小，管線短，用氣量少，但需要壓力高；而城市管網(wǎng)口徑大，管線長，用氣量大，可以在“金通燃氣管線”與城市管網(wǎng)之間加裝一個閥門，平時開一臺壓送機，很容易提升“金通燃氣管線”的壓力，多余壓力通過閥門泄放到城市管網(wǎng)中去；
(3)設(shè)計方案優(yōu)點：
第一、投資少，只要增加一臺能根據(jù)壓力而自動調(diào)節(jié)開啟度的電動閥門，如采用變頻電機等調(diào)壓方法其投資都比這種方案大得多；
第二、城市管網(wǎng)的可容性很大，通過城市管網(wǎng)卸壓不會造成城市管網(wǎng)壓力的急劇變化；
第三、平時只開一臺壓送機足以保證“金通燃氣管線”的壓力，多余壓力通過閥門泄放到城市管網(wǎng)中去可以少量提高城市管網(wǎng)壓力，減少用氣高峰時開動壓送機的臺數(shù)；
2、系統(tǒng)組成和各部分功能
根據(jù)工藝方案形成的燃氣管線壓力自動監(jiān)控系由壓送機、電動閥門、管線壓力變送器、壓力自動監(jiān)控儀和輔助電器組成：
(1)壓送機是金通管線的升壓設(shè)備，將儲氣罐的燃氣壓送進金通管線，提高管線壓力；
(2)電動閥門是調(diào)節(jié)管線壓力的執(zhí)行機構(gòu)，金通管線壓力高時，電動閥門受控開啟，將壓力卸放到城市管網(wǎng)，金通管線壓力低時，電動閥門受控關(guān)閉，提高金通管線壓力，通過閥門開啟度的變化來調(diào)節(jié)金通管線的壓力；
(3)管線壓力變送器是系統(tǒng)監(jiān)控管線壓力的一次儀表，一方面檢測和顯示管線壓力情況，另一方面為壓力自動監(jiān)控儀提供管線壓力監(jiān)控依據(jù)；
(4)壓力自動監(jiān)控儀是管線壓力自動監(jiān)控系統(tǒng)的心臟，它接受壓力變送器的信號，根據(jù)使用者預(yù)先設(shè)定的工況參數(shù)進行運行，控制電動閥門的開啟度從而調(diào)節(jié)管線壓力穩(wěn)定在需要的范圍內(nèi)。壓力自動監(jiān)控儀設(shè)定參數(shù)在壓力變送器量程范圍內(nèi)(0～160kPa)可設(shè)定上上限、上限、下限、下下限四點五段，線區(qū)》lkPa，響應(yīng)速度1秒鐘；
3、系統(tǒng)自控運行基本原理
在壓送機開機情況下，壓力自動監(jiān)控儀檢測到金通管線壓力低于下下限時，指令電閥關(guān)閉，電閥緩慢關(guān)閉過程中金通管線壓力隨之上升，到達下限時指令電閥停止，由于壓送機仍在加壓金通管線壓力繼續(xù)上升，金通管線壓力到達上上限時壓力自動監(jiān)控儀指令電閥開啟，電閥緩慢開啟過程中壓送機管線壓力隨之下降，到達上限時指令電閥停止。壓送機每小時的壓送量基本穩(wěn)定，如果金通用氣量也基本穩(wěn)定，那么經(jīng)過幾次調(diào)整，閥門開啟度就會穩(wěn)定在某個數(shù)值，金通管線壓力也會穩(wěn)定在原設(shè)置的數(shù)值內(nèi)；如果金通用氣量產(chǎn)生波動， 自控系統(tǒng)重新調(diào)整達到新的平衡；
二、 燃氣管線壓力自動監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)
1、壓力變送器：采用中日合資橫河儀表公司生產(chǎn)的EJA壓力變送器，其主要特點是精度高(±0．075％)、穩(wěn)定性好、對環(huán)境要求低且免維護，有LED四位數(shù)顯，符合長期連續(xù)使用的要求；
2、電動閥門：雙閘板燃氣專用閥門，配用隔爆型電動裝置，具有限位控制、過轉(zhuǎn)矩控制、運行指示和開啟度信號輸出等功能；
3、壓力監(jiān)控柜：集檢測和控制于一體的立柜，主要功能有
A、采集金通管線壓力變送器信號；
B、采集閥門全開、全關(guān)、過轉(zhuǎn)矩和開啟度信號；
C、根據(jù)設(shè)置要求自動控制電閥開、停、關(guān)；
D、輸出電閥開、關(guān)動力源；
E、RS232接口與上位計算機連機；
F、LED四位數(shù)顯金通管線壓力、電動閥門開啟度，燈光顯示電閥開、停、動、關(guān)和壓力越上上限、上限、下限、下下限，壓力越上上限、下下限時拌有聲響報警信號；
4、系統(tǒng)技術(shù)要點：
A、系統(tǒng)采用單片微機技術(shù)，軟件采用匯編語言和MBASIC混編方法，適用于功能比較專一的設(shè)計要求，即經(jīng)濟又實惠；編制的基本程序固定在EPROM內(nèi)，增加運行的穩(wěn)定性和可靠性，根據(jù)工況設(shè)置參數(shù)采用功能鍵，其內(nèi)部采用可擦寫的E2pROM芯片，具有靈活性，適應(yīng)各種需要；
B、壓力自動監(jiān)控儀采集信號、設(shè)置、運算等都是弱電，而拖動電動閥門卻是強電，以弱控強在理論上是可行的，但在實踐中往往會碰到一些問題，主要是干擾問題。在解決干擾問題中采取多種措施并用的辦法，主要是繼電器隔離、對干擾源增加吸收電路、電抗性元件遠離弱電部分、提高儀器抗干擾能力、軟件部分利用其智能性濾除干擾等；
C、系統(tǒng)在整體設(shè)計中考慮工況實際需要采用一用一備、人工、自動切換、燈光顯示和聲音報警等多種功能；
三、 編后語
1、 本系統(tǒng)經(jīng)過半年多的運行，達到了設(shè)計要求，說明原設(shè)計思路是正確的、可行的，現(xiàn)在進行總結(jié)以完善和提高系統(tǒng)水平；
2、 本系統(tǒng)技術(shù)可以推廣應(yīng)用到遠距離穩(wěn)定或調(diào)整管網(wǎng)壓力、監(jiān)控壓送機開停等智能化以弱控強的領(lǐng)域；
3、 本系統(tǒng)定有不足之處，歡迎批評指正。
沈陽金通汽車公司要求“金通燃氣管線”的壓力始終保持在80-90kPa之間，沈陽城市燃氣管網(wǎng)一般都在50kPa左右，顯然不能滿足金通公司的用氣要求。 2000年6月到11月沈陽市煤氣總公司和上海市公用事業(yè)研究所在現(xiàn)有工況的基礎(chǔ)上，因地制宜開發(fā)了“燃氣管線壓力自動監(jiān)控系統(tǒng)”經(jīng)半年多的實際運行滿足了金通用氣要求，達到了預(yù)期的效果。
一、 燃氣管線壓力自動監(jiān)控系統(tǒng)簡介
1、燃氣管線壓力自動監(jiān)控系統(tǒng)工藝設(shè)計
(1)實際工況：沈陽市煤氣總公司儲配站有一座15萬立方米干式氣罐；四臺壓送機，其中二臺12000米3/時，二臺7200米3/時； 2200公里城市管網(wǎng)；管網(wǎng)壓力在用氣低峰時處在50kPa以下，用氣高峰時保持在50kPa以上。 “金通燃氣管線”0．8公里，口徑DN300與壓送機出口連接，并與城市管網(wǎng)相通；
(2)工藝設(shè)計方案：由于“金通燃氣管線”口徑小，管線短，用氣量少，但需要壓力高；而城市管網(wǎng)口徑大，管線長，用氣量大，可以在“金通燃氣管線”與城市管網(wǎng)之間加裝一個閥門，平時開一臺壓送機，很容易提升“金通燃氣管線”的壓力，多余壓力通過閥門泄放到城市管網(wǎng)中去；
(3)設(shè)計方案優(yōu)點：
第一、投資少，只要增加一臺能根據(jù)壓力而自動調(diào)節(jié)開啟度的電動閥門，如采用變頻電機等調(diào)壓方法其投資都比這種方案大得多；
第二、城市管網(wǎng)的可容性很大，通過城市管網(wǎng)卸壓不會造成城市管網(wǎng)壓力的急劇變化；
第三、平時只開一臺壓送機足以保證“金通燃氣管線”的壓力，多余壓力通過閥門泄放到城市管網(wǎng)中去可以少量提高城市管網(wǎng)壓力，減少用氣高峰時開動壓送機的臺數(shù)；
2、系統(tǒng)組成和各部分功能
根據(jù)工藝方案形成的燃氣管線壓力自動監(jiān)控系由壓送機、電動閥門、管線壓力變送器、壓力自動監(jiān)控儀和輔助電器組成：
(1)壓送機是金通管線的升壓設(shè)備，將儲氣罐的燃氣壓送進金通管線，提高管線壓力；
(2)電動閥門是調(diào)節(jié)管線壓力的執(zhí)行機構(gòu)，金通管線壓力高時，電動閥門受控開啟，將壓力卸放到城市管網(wǎng)，金通管線壓力低時，電動閥門受控關(guān)閉，提高金通管線壓力，通過閥門開啟度的變化來調(diào)節(jié)金通管線的壓力；
(3)管線壓力變送器是系統(tǒng)監(jiān)控管線壓力的一次儀表，一方面檢測和顯示管線壓力情況，另一方面為壓力自動監(jiān)控儀提供管線壓力監(jiān)控依據(jù)；
(4)壓力自動監(jiān)控儀是管線壓力自動監(jiān)控系統(tǒng)的心臟，它接受壓力變送器的信號，根據(jù)使用者預(yù)先設(shè)定的工況參數(shù)進行運行，控制電動閥門的開啟度從而調(diào)節(jié)管線壓力穩(wěn)定在需要的范圍內(nèi)。壓力自動監(jiān)控儀設(shè)定參數(shù)在壓力變送器量程范圍內(nèi)(0～160kPa)可設(shè)定上上限、上限、下限、下下限四點五段，線區(qū)》lkPa，響應(yīng)速度1秒鐘；
3、系統(tǒng)自控運行基本原理
在壓送機開機情況下，壓力自動監(jiān)控儀檢測到金通管線壓力低于下下限時，指令電閥關(guān)閉，電閥緩慢關(guān)閉過程中金通管線壓力隨之上升，到達下限時指令電閥停止，由于壓送機仍在加壓金通管線壓力繼續(xù)上升，金通管線壓力到達上上限時壓力自動監(jiān)控儀指令電閥開啟，電閥緩慢開啟過程中壓送機管線壓力隨之下降，到達上限時指令電閥停止。壓送機每小時的壓送量基本穩(wěn)定，如果金通用氣量也基本穩(wěn)定，那么經(jīng)過幾次調(diào)整，閥門開啟度就會穩(wěn)定在某個數(shù)值，金通管線壓力也會穩(wěn)定在原設(shè)置的數(shù)值內(nèi)；如果金通用氣量產(chǎn)生波動， 自控系統(tǒng)重新調(diào)整達到新的平衡；
二、 燃氣管線壓力自動監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)
1、壓力變送器：采用中日合資橫河儀表公司生產(chǎn)的EJA壓力變送器，其主要特點是精度高(±0．075％)、穩(wěn)定性好、對環(huán)境要求低且免維護，有LED四位數(shù)顯，符合長期連續(xù)使用的要求；
2、電動閥門：雙閘板燃氣專用閥門，配用隔爆型電動裝置，具有限位控制、過轉(zhuǎn)矩控制、運行指示和開啟度信號輸出等功能；
3、壓力監(jiān)控柜：集檢測和控制于一體的立柜，主要功能有
A、采集金通管線壓力變送器信號；
B、采集閥門全開、全關(guān)、過轉(zhuǎn)矩和開啟度信號；
C、根據(jù)設(shè)置要求自動控制電閥開、停、關(guān)；
D、輸出電閥開、關(guān)動力源；
E、RS232接口與上位計算機連機；
F、LED四位數(shù)顯金通管線壓力、電動閥門開啟度，燈光顯示電閥開、停、動、關(guān)和壓力越上上限、上限、下限、下下限，壓力越上上限、下下限時拌有聲響報警信號；
4、系統(tǒng)技術(shù)要點：
A、系統(tǒng)采用單片微機技術(shù)，軟件采用匯編語言和MBASIC混編方法，適用于功能比較專一的設(shè)計要求，即經(jīng)濟又實惠；編制的基本程序固定在EPROM內(nèi)，增加運行的穩(wěn)定性和可靠性，根據(jù)工況設(shè)置參數(shù)采用功能鍵，其內(nèi)部采用可擦寫的E2pROM芯片，具有靈活性，適應(yīng)各種需要；
B、壓力自動監(jiān)控儀采集信號、設(shè)置、運算等都是弱電，而拖動電動閥門卻是強電，以弱控強在理論上是可行的，但在實踐中往往會碰到一些問題，主要是干擾問題。在解決干擾問題中采取多種措施并用的辦法，主要是繼電器隔離、對干擾源增加吸收電路、電抗性元件遠離弱電部分、提高儀器抗干擾能力、軟件部分利用其智能性濾除干擾等；
C、系統(tǒng)在整體設(shè)計中考慮工況實際需要采用一用一備、人工、自動切換、燈光顯示和聲音報警等多種功能；
三、 編后語
1、 本系統(tǒng)經(jīng)過半年多的運行，達到了設(shè)計要求，說明原設(shè)計思路是正確的、可行的，現(xiàn)在進行總結(jié)以完善和提高系統(tǒng)水平；
2、 本系統(tǒng)技術(shù)可以推廣應(yīng)用到遠距離穩(wěn)定或調(diào)整管網(wǎng)壓力、監(jiān)控壓送機開停等智能化以弱控強的領(lǐng)域；
3、 本系統(tǒng)定有不足之處，歡迎批評指正。
