一种天然气管网泄漏监测及应急处置系统技术方案

本发明专利技术提供了一种天然气管网泄漏监测及应急处置系统，属于天然气管网技术领域。本发明专利技术根据各管段的压力降低值、各管段的压力下降速率值、管网购销气差率正向偏差值和管网购销气差率正向变化速率值判断异常工况，并根据预设的预警值和应急处置值，进行应急处置的启动。其中根据管道口径变化、管道长度及管道弯度变化进行管道划分，并合理设置压力监测点，根据各管道的运行年限、材质及运行状态，考虑各管道内壁腐蚀及污垢情况，确定有效空间体积折算系数，获取管网的购销气差率。本发明专利技术管道划分科学，压力监测点设置科学，并解决了管段有效空间体积的科学获取方法，异常工况判断依据科学，避免异常的漏检。防患于未然，避免或减少事故发生。少事故发生。少事故发生。

【技术实现步骤摘要】
一种天然气管网泄漏监测及应急处置系统


[0001]本专利技术涉及天然气管网
，尤其涉及一种天然气管网泄漏监测及应急处置系统。

技术介绍

[0002]一个城镇燃气完整的天然气输配管网，一般都涵盖多个天然气门站、调压站，若干长度的天然气输送管道，若干配置有计量仪表的气源输入点、若干配置有计量仪表的气源输出点或用户。整个管网的天然气介质流动实时处于有序平衡状态，天然气气源输入与输出时刻处于动态平衡状态。
[0003]作为燃气企业，一方面，安全生产是第一位的！而天然气管网在运行过程中，因管网本身缺陷或管道周边环境恶劣影响或遭受第三方破坏等原因，导致输气管道损坏而出现天然气大量泄漏的可能性是时刻存在的，面对这种泄露事故，如何能够第一时间监测到并及时采取有效的应急处置措施，控制事态发展，避免重大事故产生，这是燃气企业确保管网运营安全的关键内容。另一方面，从精细化管理角度考虑，企业迫切需要实时掌握整个天然气管网准确的动态购销气差率，以便及时发现并解决问题，提高管理水平，提升企业经济效益。
[0004]从管道内介质流动特性以及相关原理可知，某段管道上如果出现破裂、穿孔等重大泄露事故，必然会在泄漏点附近能感知到介质压力下降甚至是急剧下降现象，即压力监测数据异常降低，且影响到购销气差率变化，会出现较大正向偏差情况。
[0005]目前的现实情况是，国内大部分企业一般均采用统计核算方式，通过计算某一个时段(通常是间隔一个月，时段很长)气源输入计量仪表与气源输出计量仪表之间的天然气气量差值，在大致核算管网的储存量变化基础上，得出整个天然气管网该时段的购销气差率。
[0006]但统计核算方式存在以下问题：一是不能实时掌握动态的购销气差率数据；二是因为输配管网系统复杂，管道长，管网各处管道口径、介质压力与温度均不相同，无法准确计算出动态的管道内天然气储存量，采用这种传统的统计方式得出的购销气差率必然准确度不高，特别是时段不够长的情况；三是效率低下，需要花费一定的时间才能大致得出购销气差率数据结果。
[0007]作为监控天然气管网泄露风险，对于出现大量天然气泄露的应急危险工况的处置，现在是借助于SACAD(Supervisory Control And Data Acquisition数据采集与监视控制系统)系统解决，通过分析天然气场站的压力监测点数据，当某一处压力数据急剧下降到被认为是泄露危险工况时，SACAD系统自动采取相应应急处置对策消除事故隐患。
[0008]但SACAD系统只能在发生天然气泄漏的后期，也就是泄漏量很大、危险程度很严重时才能感知到这种风险工况再采取对策，容易错失良机；另外，因为压力监测点较少，往往会错漏对天然气泄露的危险工况的处理，其是一种依赖有限的数据采集点、借助于采用单一影响因素进行判断的技术实现方式，存在一定的局限性。
[0009]现有技术至少存在以下不足：
[0010]1.不能实时掌握动态的购销气差率数据。
[0011]2.无法准确计算出动态的管道内天然气储存量，采用传统的统计核算方式得出的购销气差率必然准确度不高。
[0012]3.SACAD系统在泄漏量很大、危险程度很严重时才能进行应急处置，容易错失良机。
[0013]4.压力监测点少，会出现风险工况的漏检，不能及时监测所有或大部分安全风险。

技术实现思路

[0014]为解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种天然气管网泄漏监测及应急处置系统，根据天然气管网泄漏异常工况的不同原因，确定不同管网泄露异常工况特征；根据不同管网泄露异常工况特征，确定不同天然气管网泄漏异常工况的判定依据，所述判定依据包括各管段的低压力预警值、各管段的压力下降速率预警值、管网购销气差率正向偏差预警值和管网购销气差率正向变化速率预警值；根据不同天然气管网泄漏异常工况的判定依据，确定应急处置的启动依据，应急处置的启动依据包括各管段的低压力应急处置值、各管段的压力下降速率应急处置值、管网购销气差率正向偏差应急处置值和管网购销气差率正向变化速率应急处置值；依据不同天然气管网泄漏异常工况的判定依据，进行管网泄漏异常工况的判断及预警；依据应急处置的启动依据，进行应急处置启动判断及应急处置。通过获取实时的购销气差率数据，同时，通过在天然气管网上设置的压力检测点获取实时压力，根据设置的天然气管网泄漏异常工况的判定依据和应急处置的启动依据，对天然气管网泄露进行监测和应急处置。判定依据考虑了各管段的低压力限值、各管段的压力下降速率限值、管网购销气差率正向偏差限值和管网购销气差率正向变化速率限值，判定依据更科学，并通过大量的历史数据统计分析、反复的实验测试验证，判定工况更准确，使天然气管网泄露监测更准确，不漏检，防患于未然。
[0015]本专利技术还提供了一种天然气管网天然气购销气差率的获取方法，包括：将整个天然气管网管道划分成若干管段，并通过折算系数解决整个天然气管网管道内有效空间体积的获取问题，根据每一个管段内的天然气压力、温度、组分数据，按照国家标准自动得出压缩因子数据，获得充分考虑介质压力、温度、组分及压缩因子影响之后的各管段内天然气的实时储存量；获取预设时间段内整个天然气管网天然气购销气差率。本专利技术管段划分方法科学，解决了有效空间体积获取的问题，可实时获取准确的天然气管网的购销气差率。
[0016]本专利技术提供了一种天然气管网泄漏监测及应急处置系统，包括：
[0017]根据天然气管网泄漏异常工况的不同原因，确定不同管网泄露异常工况特征；
[0018]根据不同管网泄露异常工况特征，确定不同天然气管网泄漏异常工况的判定依据，所述判定依据包括各管段的低压力预警值、各管段的压力下降速率预警值、管网购销气差率正向偏差预警值和管网购销气差率正向变化速率预警值；
[0019]根据不同天然气管网泄漏异常工况的判定依据，确定应急处置的启动依据，应急处置的启动依据包括各管段的低压力应急处置值、各管段的压力下降速率应急处置值、管网购销气差率正向偏差应急处置值和管网购销气差率正向变化速率应急处置值；
[0020]实时获取各管段的压力值和管网购销气差率，并进行记录；
[0021]依据不同天然气管网泄漏异常工况的判定依据，进行管网泄漏异常工况的判断及预警；至少满足下列条件之一时，进行管网泄漏预警：
[0022]各管道的实时压力超过各管段的低压力预警值；
[0023]各管道的实时压力下降速率超过各管段的压力下降速率预警值；
[0024]管网购销气差率正向偏差超过管网购销气差率正向偏差预警值；
[0025]管网购销气差率正向变化速率超过管网购销气差率正向变化速率预警值；
[0026]依据应急处置的启动依据，进行应急处置启动判断及应急处置；至少满足下列条件之一时，进行管网泄漏应急处置：
[0027]各管道的实时压力超过低压力应急处置值；
[0028]各管道的实时压力下降速率超过压力下降速率应急处置值；
[0029]管网购销气差率正向偏差超过购销本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天然气管网泄漏监测及应急处置系统，其特征在于，包括：根据天然气管网泄漏异常工况的不同原因，确定不同管网泄露异常工况特征；根据不同管网泄露异常工况特征，确定不同天然气管网泄漏异常工况的判定依据，所述判定依据包括各管段的低压力预警值、各管段的压力下降速率预警值、管网购销气差率正向偏差预警值和管网购销气差率正向变化速率预警值；根据不同天然气管网泄漏异常工况的判定依据，确定应急处置的启动依据，应急处置的启动依据包括各管段的低压力应急处置值、各管段的压力下降速率应急处置值、管网购销气差率正向偏差应急处置值和管网购销气差率正向变化速率应急处置值；实时获取各管段的压力值和管网购销气差率，并进行记录；依据不同天然气管网泄漏异常工况的判定依据，进行管网泄漏异常工况的判断及预警；至少满足下列条件之一时，进行管网泄漏预警：各管道的实时压力超过各管段的低压力预警值；各管道的实时压力下降速率超过各管段的压力下降速率预警值；管网购销气差率正向偏差超过管网购销气差率正向偏差预警值；管网购销气差率正向变化速率超过管网购销气差率正向变化速率预警值；依据应急处置的启动依据，进行应急处置启动判断及应急处置；至少满足下列条件之一时，进行管网泄漏应急处置：各管道的实时压力超过低压力应急处置值；各管道的实时压力下降速率超过压力下降速率应急处置值；管网购销气差率正向偏差超过购销气差率正向偏差应急处置值；管网购销气差率正向变化速率超过购销气差率正向变化速率应急处置值。2.根据权利要求1所述的天然气管网泄漏监测及应急处置系统，其特征在于：低压力预警值＝a1*管段低压力限值；1<a1≤1.1；管段低压力限值为正常工况区域与异常工况区域分界点的压力值；低压力应急处置值＝b1*管段低压力限值；0.9≤b1<1。3.根据权利要求1所述的天然气管网泄漏监测及应急处置系统，其特征在于：压力下降速率预警值＝a2*压力下降速率限值；0.8≤a2<1；压力下降速率限值为正常工况区域与异常工况区域分界点的管段压力下降速率值；压力下降速率应急处置值＝b2*压力下降速率限值；1<b2≤1.2。4.根据权利要求1所述的天然气管网泄漏监测及应急处置系统，其特征在于：购销气差率正向变化速率预警值＝a3*购销气差率正向变化速率限值；0.95≤a3<1；购销气差率正向变化速率限值为正常工况与异常工况分界点的值，管网购销气差率正向偏差速率超过此值即为泄露风险工况；购销气差率正向变化速率应急处置值＝b3*购销气差率正向变化速率限值；1.1<b3≤1.3；购销气差率正向偏差预警值＝a4*购销气差率正向偏差限值；0.9≤a4<0.95；购销气差率正向偏差限值为正常的管网购销气差率与异常的管网购销气差率分界点，管网购销气差率正向偏差超过此值即为...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹祥，李建勋，郑权明，罗东晓，李彤，肖炜，
申请(专利权)人：佛山市天然气高压管网有限公司广东佛燃科技有限公司，
类型：发明
国别省市：