[发明专利]一种燃气管道施工过程天然气放散量监测装置及方法

说明书

本发明涉及一种燃气管道施工过程天然气放散量监测装置及方法，该装置包括：动压测量组件：连接在待置换管道的放散管上，用以在天然气放散过程中通过与其连接的压力传感器现场测量放散管内的速度动压和管道内的全压；无线远传组件：与压力传感器连接，用以将压力数据发送给数据采集仪；电源管理组件：用以为压力传感器和无线远传组件供电；数据采集仪及仿真机：用以接收现场采集的压力数据，并构建仿真模型进行仿真，得到放散时间段的天然气放散总量。与现有技术相比，本发明具有结合现场实测与流体仿真技术、便捷准确、考虑全面等优点。

技术领域

本发明涉及燃气管道施工监测领域，尤其是涉及一种结合流体仿真与现场实测的燃气管道施工过程天然气放散量监测装置及方法。

背景技术

在天然气管道施工完毕、即将接通天然气之前，必须进行置换(或称为“放散”)工序，将管道内残留的空气或者天然气-空气混合物释放到大气中，防止用户使用的天然气中含有空气，一旦天然气-空气混合物进入到用户的燃烧设备，将导致爆炸等严重事故。

目前施工完毕后的操作流程，如图3所示。在下游侧安装放散管，通常采用DN50的短管，缓慢开启上游的阀门V1，对闸阀，一般是阀芯总升程的1/4。此时，上游天然气以较高压力快速进入到待置换管道，首先与管道内的空气混合，同时向下游的放散口流动，施工人员根据经验，在放散口用取样袋取样，用便携式甲烷检测仪检测甲烷浓度；当甲烷浓度达到85％后，每间隔1分钟，取样检测一次，直到三次检测的甲烷浓度均超过85％，则认为管道内的空气和空气-天然气混合物已全部为天然气取代。关闭上游阀门，置换工序结束。

现阶段，国内对于这种置换工序，主要关心点是置换工作的彻底和完善，而在此过程中，对放散到大气中的天然气量(甲烷量)缺乏必要的关注。这部分放散的天然气直接导致了燃气公司未计量的供销差，同时释放天然气中的甲烷是二氧化碳温室效应的20多倍，直接造成环境污染，准确监测这一过程的天然气放散量，对于燃气公司的经营和环保都非常重要。

在置换、放散过程中，管道内的气体组分是快速变化的。理论上，根据管道的实际物理参数和上游管道的压力，通过流体仿真可得到放散管处的动态组分和速度，直接确定放散总量中的天然气占比，但是，因为上游管道的压力是随着与之相连管道的使用情况而变化的，而且待置换管道的摩擦阻力也会产生影响，单纯的仿真计算无法给出可信的结果。

目前的施工过程中，仅依靠甲烷浓度测量的经验做法保证待置换管道中不存在大量空气，并不计量施工过程中的天然气放散量，若使用流量仪表直接测量的话，得到的是混合气体流量而无法区分天然气的占比，而单纯依靠流体仿真计算，则无法获得管道上游的实际压力，会造成很大的误差。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结合流体仿真与现场实测的燃气管道施工过程天然气放散量监测装置及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种燃气管道施工过程天然气放散量监测装置，用以获取放散时间段的天然气放散总量，该装置包括：

动压测量组件：连接在待置换管道的放散管上，用以在天然气放散过程中通过与其连接的压力传感器现场测量放散管内的速度动压和管道内的全压；

无线远传组件：与压力传感器连接，用以将压力数据发送给数据采集仪；

电源管理组件：用以为压力传感器和无线远传组件供电；

数据采集仪及仿真机：用以接收现场采集的压力数据，并构建仿真模型进行仿真，得到放散时间段的天然气放散总量。

所述的压力传感器、无线远传组件和电源管理组件均设置在一盒体中。