技术领域
[0001] 本实用新型属于燃气输送技术领域，具体涉及一种设有控制系统的燃气管道输送系统。
背景技术
[0002] 燃气管网为了适应城市发展的需要，在最近十多年有了飞速的发展。例如，目前北京市燃气集团是全国最大的
单体城市燃气供应商，管网规模、燃气用户数、年用气量、年销售收入均位列全国前茅。到2017年末，北京市燃气集团
天然气供应量已达154.8亿立方米，京内外管道燃气用户近600万户，运行管线达到2万多公里，天然气的应用范围已经从传统的民用炊事延伸到涵盖工业、采暖、制冷、发电、燃气
汽车、分布式
能源等诸多行业及领域。
[0003] 一般燃气管网常用压
力级制包括高压A(4.0MPa)、高压B(2.5MPa)、次高压A(1.0MPa)、中压A(0.4MPa)及低压共五级。随着管网
覆盖面积急剧增大，运行管理工作瞬间变得繁重，迫切需要更加先进的管理
水平和技术设备来满足发展需求，智慧燃气、智能管网的管理理念应运而生。燃气智能管网发展目标就是把人员从繁重、简单的劳动中解放出来，通过先进的技术手段和设备，对燃气管网进行智能管理工作，提高了工作效率，降低了员工劳动强度，更加安全有效地保障了燃气管网的安全稳定运行。
[0004] 另一方面，由于各计量管道阻力降很难完全相等，使得每条支线工作状态不均衡，造成大流量时冲坏流量计和小流量时流量计过气不计量的现象频繁发生，人工切换不及时也会导致此类现象发生，增加了流量计维修成本，影响计量的
精度和准确性。
[0005] 基建工程快速发展，工程规划初期，用户用气需求不能明确，远期可能存在较大变化，传统的燃气计量设计方式不能紧跟基建工程的发展步伐。实用新型内容
[0006] 本实用新型针对采暖季、非采暖季燃气负荷变化大及峰谷差大的燃气系统，为保证计量的精度和准确性，提供了一种设有控制系统的燃气管道输送系统，包括汇管一、汇管二和在所述汇管一的出流口和汇管二的入流口之间设置的多个回路管道，以及PLC单元和
人机交互单元，其中，所述回路管道上依次设有手动
阀门、流量计和回路
控制阀门；所述PLC单元包括CPU和I/O模
块，所述I/O模块用于采集所述燃气管道输送系统的运行参数及调节所述阀门；所述人机交互单元包括显示单元、输入单元和报警装置，所述显示单元用于所述燃气管道输送系统的工况显示，所述输入单元用于整定值的输入和及时下发运行工况指令给所述I/O模块，所述报警装置用于参数的越限报警；所述PLC单元的I/O模块连接所述阀门和流量计，所述人机交互单元连接所述PCL单元的CPU。
[0007] 进一步，所述回路管道包括小口径计量回路管道和大口径备用回路管道。
[0008] 进一步，所述流量计为气体
涡轮流量计。
[0009] 进一步，所述回路控制阀门为电动
球阀。
[0010] 进一步，所述大口径备用回路管道的数量为1-3个。
[0011] 进一步，所述小口径计量回路管道上还设置有流量调节阀，所述流量调节阀设置在流量计和回路控制阀之间。
[0012] 进一步，所述多个回路管道通过所述汇管一和所述汇管二以并联的方式连接。
[0013] 进一步，还包括过滤系统，所述过滤系统与所述汇管一的入流口连接。
[0014] 进一步，还包括燃气输出管道，所述燃气输出管道与所述汇管二的出流口连接。
[0015] 本实用新型保证了计量的精度和准确性，防止大流量时冲坏流量计和小流量时流量计过气不计量，实现了对系统的自动化控制。
附图说明
[0016] 图1为本实用新型的4回路并联不同时使用的示意图；
[0017] 图2为本实用新型的2回路并联同时使用的示意图；
[0018] 图3为本实用新型的4回路并联不同时使用的计量工艺
流程图；
[0019] 图4为本实用新型的2回路并联同时使用的计量工艺流程图。
[0020] 图中：A为汇管一、B为汇管二、Ⅰ-1、Ⅱ-1、Ⅲ-1、IV-1为手动球阀，Ⅰ-2、Ⅱ-2、Ⅲ-2、IV-2为流量计，Ⅰ-3、Ⅱ-3、Ⅲ-3、IV-3为回路控制阀门，Ⅱ-4为流量调节阀。
具体实施方式
[0021] 为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施，对本实用新型进行详细描述。
[0022] 本实用新型是为了适应我国城市燃气供应技术的发展趋势，将智能管网等高科技研究成果应用于实际的城市燃气输配系统，它将有助于推动燃气设备制造和燃气信息产业的发展，使整个城市燃气系统的技术水平达到更高的层次，使运营调度更精准化更智能化。
[0024] 参见图1、3，本实用新型所述的一种设有控制系统的燃气管道输送系统，包括汇管一A、汇管二B和在所述汇管一A的出流口和汇管二B的入流口之间设置的4个回路管道，以及PLC单元和人机交互单元，其中，所述回路管道上依次设有手动阀门Ⅰ-1、Ⅱ-1、Ⅲ-1和IV-1，流量计Ⅰ-2、Ⅱ-2、Ⅲ-2和IV-2，以及回路控制阀门Ⅰ-3、Ⅱ-3、Ⅲ-3和IV-3。回路管道包括一个小口径计量回路——第IV回路，和3个大口径回路——第Ⅰ回路、第Ⅱ回路和第Ⅲ回路，第IV回路和第Ⅰ回路、第Ⅱ回路和第Ⅲ回路，通过汇管一A和汇管二B以并联的方式连接。回路控制阀门为电动球阀，流量计为气体涡轮流量计。
[0025] 本实用新型所述的燃气管道输送系统，还包括过滤系统和燃气输出管道，所述过滤系统用于过滤燃气中的杂质，所述燃气管道输送系统用于燃气的输送；所述过滤系统与汇管一A的入流口连接，所述燃气输出管道与汇管二B的出流口连接。
[0026] 本实用新型还包括PLC单元和人机交互单元HMI，用于控制燃气管道输送系统，监测燃气管道输送系统的工作状态，并及时反馈。
[0027] 参见图3，PLC的串口和HMI的串口连接进行数据通信。
[0028] 所述PLC单元包括CPU和I/O模块，所述I/O模块用于采集所述燃气管道输送系统的运行参数及调节所述阀门；所述PLC单元的I/O模块连接所述阀门和流量计。其中，手动阀门Ⅰ-1、Ⅱ-1、Ⅲ-1和IV-1，以及回路控制阀门Ⅰ-3、Ⅱ-3、Ⅲ-3和IV-3的
开关信号输入PLC的DI模块，流量计Ⅰ-2、Ⅱ-2、Ⅲ-2和IV-2的流量信号输入PLC的AI模块，
电动阀I-3、II-3、III-3和IV-3的开关指令由PLC的DO模块输出。
[0029] 所述人机交互单元HMI包括显示单元、输入单元和报警装置，所述显示单元用于所述燃气管道输送系统的工况显示，所述输入单元用于参数值的输入、并及时下发运行工况指令给所述I/O模块，所述报警装置用于参数的越限报警。
[0030] 本实施例中，3个大口径回路的优先级顺序设定第Ⅰ回路最高，第Ⅱ回路、第Ⅲ回路依次降低。各回路的启闭流程如下：
[0031] a.夏季或负荷低谷时开启回路控制阀IV-3，使用第IV回路保障下游供气，根据优先级设定，优先级最高的一路大口径作为备用回路；
[0032] b.冬季或负荷高峰时，当第IV回路天然气流量达到0.8Qmax，且连续30秒内流量持续达到0.8Qmax，或者当回路IV天然气流量达到1.1Qmax，回路控制阀Ⅰ-3开启，开启回路Ⅰ，回路控制阀Ⅰ-3开启后关闭IV-3；若30秒中间流量产生
波动低于0.8Qmax，将重新进行30秒计时；
[0033] c.当回路Ⅰ天然气流量达到0.8Qmax，且连续30秒内流量持续达到0.8Qmax，或者当回路Ⅰ天然气流量达到1.1Qmax，回路控制阀Ⅱ-3开启，增开回路Ⅱ；若30秒中间流量产生波动低于0.8Qmax，将重新进行30秒计时；
[0034] d.当回路Ⅰ、回路Ⅱ任意一路天然气流量达到0.8Qmax，且连续30秒内流量持续达到0.8Qmax，或者当回路Ⅰ、回路Ⅱ天然气流量达到1.1Qmax，回路控制阀Ⅲ-3开启，增开回路Ⅲ；若30秒中间流量产生波动低于0.8Qmax，将重新进行30秒计时。
[0035] e.当回路Ⅰ、回路Ⅱ、回路Ⅲ各路的天然气流量均小于等于0.2Qmax，且连续30秒内流量持续小于等于0.2Qmax，关闭回路控制阀Ⅲ-3，关闭第Ⅲ回路；若30秒中间流量产生波动达到0.2Qmax，将重新进行30秒计时。
[0036] f.当回路Ⅰ、回路Ⅱ各路的天然气流量均小于等于0.2Qmax，且连续30秒内流量持续小于等于0.2Qmax，关闭回路控制阀Ⅱ-3，关闭第Ⅱ回路；若30秒中间流量产生波动达到0.2Qmax，将重新进行30秒计时。
[0037] g.当回路Ⅰ的天然气流量小于等于0.2Qmax，且连续30秒内流量持续小于等于0.2Qmax开启IV-3，然后关闭回路控制阀Ⅰ-3，关闭第Ⅰ回路，由第IV回路保障下游供气。若30秒中间流量产生波动达到0.2Qmax，将重新进行30秒计时。
[0038] 实施例2
[0039] 参见图2、4，本实用新型所述的一种设有控制系统的燃气管道输送系统，包括汇管一A、汇管二B和在所述汇管一A的出流口和汇管二B的入流口之间设置的2个回路管道，以及PLC单元和HMI(人机交互)单元。其中，所述回路管道上依次设有手动阀门Ⅰ-1、Ⅱ-1，流量计Ⅰ-2、Ⅱ-2，以及回路控制阀门Ⅰ-3、Ⅱ-3。回路管道包括一个小口径计量回路管道——第Ⅱ回路，和一个大口径回路——第Ⅰ回路，第Ⅰ回路和第Ⅱ回路通过汇管一A和汇管二B以并联的方式连接。第Ⅱ回路管道上还设置有流量调节阀Ⅱ-4和压力变送器PT，所述流量调节阀设置在气体涡轮流量计和回路控制阀之间；所述压力变送器PT设置3台，按3选2设置，用于控制系统的
数据采集。
[0040] PLC的串口和HMI的串口连接进行数据通信。手动阀门I-1、II-1和电动球阀I-3、II-3的开关信号输入PLC的DI模块，对第Ⅱ回路进行最大流量保护控制功能的阀门——流量调节阀II-4的开度信号输入PLC的AI模块，流量计I-2、II-2的流量信号输入PLC的AI模块，电动球阀I-3、II-3的开关指令由PLC的DO模块输出，流量调节阀II-4的开度指令由PLC的AO模块输出。
[0041] 两个回路的启闭流程如下：
[0042] a.夏季或负荷低谷时开启流量调节阀Ⅱ-4，使用第Ⅱ回路保障下游供气，第Ⅰ回路作为备用回路；冬季或负荷高峰时，当第Ⅱ回路的天然气流量达到0.8Qmax，且连续30秒内流量持续达到0.8Qmax，或者当第Ⅱ回路的天然气流量达到1.1Qmax，回路控制阀Ⅰ-3开启，开启回路Ⅰ，然后关闭Ⅱ-3；若30秒中间流量产生波动低于0.8Qmax，将重新进行30秒计时；
[0043] b.当回路Ⅰ天然气流量达到0.8Qmax，且连续30秒内流量持续达到0.8Qmax，或者当回路Ⅰ天然气流量达到1.1Qmax，回路控制阀Ⅱ-3开启，开启回路Ⅱ；若30秒中间流量产生波动低于0.8Qmax，将重新进行30秒计时；
[0044] c.小口径回路设定流量设定值上限，取调节阀通过能力、回路管路最大通过能力、流量计量程最大值的80％的低值；当小口径回路流量达到流量设定值上限时，电动调节阀输出保持，不再开大；
[0045] d.当回路Ⅰ、回路Ⅱ两路的天然气流量总和小于等于回路Ⅰ流量计Ⅰ-2最大流量的80％时，且连续30秒内流量持续小于等于Ⅰ-2最大流量的80％，关闭回路控制阀Ⅱ-3，关闭第Ⅱ回路；若30秒中间回路Ⅰ、回路Ⅱ两路的天然气流量总和达到回路Ⅰ流量计Ⅰ-2最大流量的80％，将重新进行30秒计时；
[0046] e.当回路Ⅰ的天然气流量小于等于0.2Qmax，且连续30秒内流量持续小于等于0.2Qmax，开启回路控制阀Ⅱ-3，开启小口径回路(第Ⅱ回路)，然后关闭Ⅰ-3；若30秒中间流量产生波动达到0.2Qmax，将重新进行30秒计时。
[0047] 本实用新型针
对流量计人工调度模式的滞后性，对管网计量设备进行智能管理工作，提高工作效率，降低员工劳动强度，合理优化人员结构，提高管网计量反应速度，更加安全有效地保障燃气计量设备的安全稳定运行。其优势在于：
[0048] 1)保证燃气计量系统每条支线工作状态均衡，各计量回路阻力降基本相同。
[0049] 2)流量计下游阀门采用电动球阀作为回路控制阀，实现计量回路的自动切换。
[0050] 3)防止大流量时冲坏流量计，小口径计量回路设置最大流量保护控制功能。
[0051] 以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
