智能天然气压气站控制技术交流
CNG调压站智能监控系统设计
CNG调压站智能监控系统设计摘要：随着城市化进程的发展，城市燃气的工业、民用需求不断增加，城市燃气是城市能源供应的重要组成部分。
本文在分析压缩天然气(cng)监控系统功能的基础上，利用组态软件技术设计了一种cng调压站监控系统，该系统能及时检测到危险状况, 可满足cng调压站各特征参数的测试要求,提高了调压站监控系统的智能化和自动化水平，为cng高效安全生产提供了一种新的思路和方法。
关键词:cng；调压站；智能监控；设计1监控系统设计1.1cng调压站运行原理cng调压站的工作原理是将撬车罐内高压天然气经过预热，逐级降压，并进行安全控制和计量、加嗅等工序使气体压力达到符合规范要求的压力向管道输送。
按调压机制可分为两级调压和三级调压。
其结构分为卸车系统、调压换热系统、流量计系统、控制系统及加热系统。
为保证调压站内的各级气体压力、温度、流量、水的温度的稳定，以及减压阀工作可靠，调压站系统采用了三级减压的措施把进口的高压气体降压至使用要求。
同时在一级调压器的入口和二级调压器的入口安装了两个换热循环泵对天然气进行加热换热控制。
另外，为了调压站的安全运行，监控系统还配了自动通风系统。
1.2系统硬件设计1.2.1硬件系统组成监控系统的硬件组成如图1所示。
考虑到调压站为连续运行模式，对可靠性要求很高，故上位机选用工业控制计算机(工控机)。
累计流量脉冲经adam远端采集后用rs485总线送到中控室，经转换器转换后，由rs232总线进入主机。
图1 调压站监控系统硬件组成1.2.2系统数据采集数据采集是整个系统正常可靠运行的基础，因此，数据采集系统应具备较高的可靠性和数据采集精度。
从可靠性及系统一体化的角度出发，系统采用了西门子s7系列产品构成数据采集系统。
西门子s7数据采集模块可直接完成对现场模拟和数字量参数的采集和预处理，并通过profibus总线将现场的参数及时传输到上位机。
经实践检验，这是比较好的方案。
1）模拟量的数据采集由于系统为本安型，信号的进出均应通过安全栅，数据采集是通过站内一次仪表将各测点的物理量如压力、温度等变送成4～20ma的电流信号，经安全栅隔离后转化为1～5v的模拟电压信号再送入plc进行a/d转换。
智慧燃气自动控制系统原理设计方案
智慧燃气自动控制系统原理设计方案智慧燃气自动控制系统（Smart Gas Control System）是一种应用于家庭、企业、工业等场所的燃气供应系统。
其主要原理是通过传感器、控制器和执行器的组合，实时监测燃气的流量、质量和压力等参数，并通过控制器实现对燃气供应的智能控制。
一、系统组成智慧燃气自动控制系统由以下几个主要组成部分构成：1. 传感器：用于实时监测燃气流量、质量和压力等参数。
常用的传感器包括流量传感器、质量传感器和压力传感器。
2. 控制器：接收传感器信号，并根据设定的控制策略，控制燃气供应的开关。
控制器可以基于嵌入式系统或者计算机控制，具有智能化和自动化的功能。
3. 执行器：根据控制器的指令，控制燃气供应的开关。
常用的执行器包括电磁阀和气动执行器。
4. 通信模块：用于与外部系统进行通信，如与用户手机APP通信，实现远程控制和监测。
5. 数据存储与处理模块：用于存储和处理传感器采集到的数据，提供历史记录和数据分析功能。
二、系统原理1. 数据采集：通过传感器实时采集燃气的流量、质量和压力等参数，并将数据传输给控制器。
2. 数据处理：控制器接收传感器数据后，首先进行数据处理和计算，对数据进行滤波、校准和运算等处理，得到准确、可靠的燃气参数。
3. 控制策略：根据用户设定的控制策略，控制器判断当前燃气供应是否需要调整，并生成控制指令。
4. 控制执行：控制器将生成的控制指令发送给执行器，执行器根据指令控制燃气供应的开关。
如果需要调整燃气供应，则执行器打开或关闭燃气阀门，实现对燃气供应的控制。
5. 数据存储与通信：系统将传感器采集到的数据存储到数据存储与处理模块中，并通过通信模块与外部系统进行通信，提供远程控制和监测功能。
三、设计方案1. 选用合适的传感器：根据实际需求选择适用于燃气监测的传感器。
建议采用精度高、响应快、稳定可靠的传感器。
2. 设计合理的控制策略：根据用户需求，设计合理的控制策略。
CNG加气站及自动化控制系统
(6) 自动化控制系统：CNG加气站设备处在易燃、易爆、高压和重载的工 作环境中运行，装置的自动化水平高低直接决定了系统的经济运行指标和安 全运行的可靠性。因此压缩机系统实行高度自动化的控制管理，以可编程控 制器PLC为核心，采用了电机软启动；系统油压、电流、温度、气压自动监 控；自动排污系统；计算机控制的经济运行控制系统；PLC自动顺序供气控 制系统等等。 (7) 高压管道及设备的安全泄放：压缩机系统各级安全泄压天然气在压缩 机房外集中泄放；贮气罐排污泄放天然气在污水罐处集中泄放。 (8) 废气回收系统：压缩机系统各级排污泄放天然气进入废气回收罐，在 废气回收罐内设置有高效过滤分离装置，将排污气中所含油水分离出去，油 水沉积在罐的底部，天然气从上部进入压缩机前级进气管道，从而达到保护 环境及减少浪费的效果。 (9) 在加气站装置配置中，还可以根据用户要求提供计算机经营管理系统， 以适应用户多种模式的营销管理要求。
(三)压缩机自动控制柜使用环境与注意事项 不要在下列地方操作该压缩机控制柜： ● 阳光直射的地方。 ● 温度和湿度不符合规定指标的地方。 ● 温度急剧变化的雾化状态下。 ● 有腐蚀性或易燃气体的地方。 ● 剧烈振动或冲击的地方。 警告：注意这些事项，不遵守以下注意事项可能导致严重或致命的设备损坏。 ● 正确连接所有接线，打开电源之前把所有接线和开关设定检查两次，不正确的接 线可能引起燃烧。 ● 检查故障时应先断开电源，必须合上电源检查时，应由专业电工人员进行。 ● 当控制柜内粉尘过多时，会引起接触不良或其它干扰，应关断电源，用气筒吹掉 粉尘。 ● 当机器状态与监控状态不符时应停机检查。 ● 雷电天气时，如没有相应的避雷设施，请暂停使用，为防止雷击，请关闭总电源。 ● 请专业电工定期检修和保养整套设备。 ● 为了避免用户修改报警参数不当而造成设备运行不正常，非专业人员不得进行数 据修改，专业人员修改数据时须谨慎。
天然气输气站场智能分输控制过程分析
天然气输气站场智能分输控制过程分析摘要：针对某公司天然气分输站工人频繁操作，尤其是夜间操作等不安全因素，分析供气分支的工艺流程和下游用户用气结构，研究智能分输的算法特点，利用站控系统自动控制用户用气量，达到降本增效、安全高效运行、提高能源利用率的目的。
关键词：输气站场；无人值守；自动分输；智能调峰；为了适应燃气行业的发展需要，目前国内长输管道企业都在没有相关标准的情况下探索无人值守站场模式，而下游用户气量的智能分输是实施无人值守站场必须解决的核心问题。
在充分研究国内外无人值守天然气站场的基础上，结合无人值守试点站场运行过程中的相关问题，通过研究供气支路自动分输，智能调峰算法，并进行逻辑控制，解决了分输供气需要频繁人工操作的问题，在实际应用中发现自动分输智能调峰系统稳定、可靠，为以后全面实施无人值守站场提供了经验和参考。
一、天然气长输管道分输站场用户分类及特点根据用户是否中断输气分为连续用户和间断用户，又根据用户是否需要调峰细分为：无需调峰连续用户、需调峰连续用户、无需调峰间断用户、需调峰间断用户、小用户。
各类用户特点为：（1）无需调峰连续用户主要指某些24小时不停产的工业用户，其用气量均匀，波动较少，或用户管网具备自我调峰能力。
（2）需调峰连续用户指一些具有小时不均匀性的城市燃气等用户，其在用气高峰期与用气低谷期用气量有显著差异，同时其内部管网不具备对用气不均匀性的调峰能力。
（3）无需调峰间断用户包括某些夜间停产的工业用户或天然气调峰电厂，用气量均匀或具备自我调峰能力，但每天存在一段时间无用气需求的情况。
（4）需调峰间断用户指CNG加气母站等用户，用气量具有小时不均匀性，且每天存在一段时间无用气需求的情况。
（5）小用户是指日用气量低于2×104 m3且每日用气时间较长的用户，因为小用户本身的特点，以及站场流量计存在计量下限，许多小用户每昼夜开关阀门次数高达十余次。
二、输气站场站控系统及支路现状1．站控系统。
天然气管道压气站风险识别与控制
气 站 由压 缩 机 、 燃气轮机及其辅助设施 组成 ， 是 一 套 复 杂 的 工 艺 设 备 组 合 。压 气 站 的工 作状 态控 制 主要 由压 缩 机 的转 速 、 燃 气 轮 机 的最 低 运 行 数 两个 参 数 决 定 。要 控 制 好 这 两 个 参 数 就 要 从设备本身 、 工 作 人 员 以及 工 作 内容 上 进 行 控 制 。 ２我 国 天 然 气 管 道 压气 站 的 现 状 我 国 的第 一 座 天 然气 压 气 站 是 在 １ ９ ８ ６年 ８月 份 建 成 的 。 截 止到 ２ ０ ０ ９年 我 国 已建 成 了 ３ １座 压 气 站 ， 配套机 组 ７ ２套 。 从 开 始 的燃 气 轮 机 驱 动 ， 到 最 后 的变 频 调 速 电 机 驱 动 。 我 国 的 压 气 站 建 设 取 得 了跨 越 式 的 发 展 。但是 ， 我 国在 天 然气 管道 压气 站 的使 用 上 并 没有 达 到 世 界 先 进 水 平 的标 准 ，压 气 站 正 常 工 作 过 程 中 还 存 在 很 多 潜 在 的风 险 。 ３天 然 气 管 道 压 气 站 的 风 险 识别 及控 制 天 然 气 管 道 压 气 站 安 全 运 行 控 制 的基 础 是 风 险 识 别 ， 只有 认 识 到 风 险 的存 在 ． 才 能 根 据 风 险采 取 防 护 与 消 减 措 施 。 保 证 压 气 站 的 正常 工作 。以 下 是 对 天 然 气 管 道 压 气 站 在 运 行 中存 在 危 险 可 能 性 的分 析 与 控 制 。
医 药 化 工
１ ３ ３
天然气管道压气站风险识别与分公 司 甘 肃 兰 ＇ ｋ ｌ ＇ ｌ ７ ３ ０ ０ ７ ０ ）
摘要： 天然 气 管 道 压 气 站 在 天 然 气 输 送 过 程 中 起 着 关 键 性 的 作 用 ， 本 文 概 述 了压 气 站 的 现 状 ， 并重 点从人员 、 设 备、 环 境 三 个 方 面 分 析 了 天然 气 管 道 压 气 站 的风 险 识 别 与 控 制 。 关键词 ： 天 然气 管道 压 气 站 风 险 识 别 控 制
天然气无人值守站场管理方式研究
天然气无人值守站场管理方式研究随着我国天然气产量的增加和天然气供应的需求增长，天然气站场的数量也逐渐增加。
对于天然气无人值守站场的管理方式，目前主要采用的是远程监控和自动化控制技术。
本文将对天然气无人值守站场的管理方式进行研究，并提出一些建议。
一、远程监控技术远程监控技术是指通过通信网络将天然气站场的运行状态传输到远程终端进行监控。
它可以实现对天然气站场的各项运行参数、设备状态、安全监控等进行实时监测。
远程监控技术主要有以下几个方面的应用：1. 环境监测：通过传感器等设备实时监测天然气站场的环境参数，包括温度、湿度、气压等，及时预警环境异常。
2. 设备监测：通过传感器等设备对天然气站场的主要设备进行实时监测，包括压缩机、阀门、泵等的运行状态，及时发现异常情况，提高设备的可靠性和安全性。
3. 安全监控：通过摄像头等设备对天然气站场进行24小时监控，及时发现安全隐患，保证天然气站场的安全运行。
4. 数据记录与分析：通过远程监控系统自动记录和存储天然气站场的各项数据，并对数据进行分析，提供数据支持和决策依据。
远程监控技术的优势在于能够实现对天然气站场的全面监控和管理，减少人工巡检，提高管理效率。
但同时也存在一些问题，比如通信网络不稳定、数据传输延迟等，需要加强网络建设和优化。
二、自动化控制技术1. 设备自动控制：利用自动化设备对天然气站场的设备进行自动控制，包括压缩机、阀门、泵等设备的启停、运行参数的设定等。
2. 工艺自动调节：利用自动化设备对天然气站场的工艺流程进行自动调节，包括天然气的加压、减压、分配等。
自动化控制技术的优势在于能够实现对天然气站场的精确控制和调节，提高运行效率和稳定性。
但需要注意的是，自动化控制技术也存在一定的风险，比如设备故障、系统误操作等，需要加强设备维护和操作培训。
三、综合管理方式针对天然气无人值守站场的管理方式，可以采用远程监控技术和自动化控制技术的综合应用。
具体措施包括：1. 建立远程监控系统，实现对天然气站场的全面监控和管理。
天然气压力监测与控制
天然气压力监测与控制天然气作为一种清洁、高效的能源，在工业生产和居民生活中广泛应用。
为了确保天然气供应的安全和稳定，天然气压力监测与控制显得尤为重要。
本文将讨论天然气压力监测与控制的意义、监测方法以及控制措施。
一、天然气压力监测的意义天然气输送过程中，压力是关键指标之一。
合理的气压能够保证天然气在管道中的流动性，使其能够顺利地到达用户终端。
而过高或者过低的气压则可能导致管道破裂、泄漏等安全事故的发生，甚至影响到用户的正常用气。
因此，进行天然气压力的监测是非常必要的。
二、天然气压力监测方法1. 定点监测定点监测是指在天然气输送管道中设置监测站点，通过传感器实时检测管道的压力情况。
这种监测方法可以对压力进行连续监测，及时发现异常情况，并通过报警系统通知相关人员。
定点监测具有实时性强、监测数据准确的特点，是常用的天然气压力监测方法之一。
2. 移动监测除了定点监测，还可以利用移动传感器进行天然气压力监测。
移动监测主要通过传感器的移动测量，可以对天然气输送管道的不同位置进行压力检测。
这种监测方法可以覆盖更广泛的区域，掌握更全面的压力数据，并根据实际情况进行调整，提高天然气输送的效率和安全性。
三、天然气压力控制措施1. 自动控制系统自动控制系统是天然气压力控制的重要手段之一。
通过设置自动调节阀门和压力传感器等设备，实现对天然气压力的自动监测和控制。
当压力超过设定范围时，系统将自动调节阀门进行相应的开启或关闭，以维持正常的供气压力。
2. 人工监测与干预除了自动控制系统，人工监测与干预也是天然气压力控制的重要环节。
专业的运维人员可以通过设备监测数据，及时发现压力异常，并采取相应的措施。
例如，在压力过高时，可以及时排除管道内的异物，或者调整阀门开度，以保证压力在安全范围内。
3. 应急措施在极端情况下，如天然气管道破裂、泄漏等事故发生时，及时采取应急措施也是非常必要的。
例如，设置紧急关闭阀门，切断天然气供应，以避免事故的进一步扩大。
天然气系统的自动控制
第３ 期 总第２ ７ ０ 期
产 稳 定 ，保 证 熔 化 质 量 ，天 然 气 的 压 力 、流 量
２ 天然气 系统 的 自动控 制
过 程 控 制 系 统 常 用 方 案 有 单 回路 控 制 系统 、 串 级 控 制 系 统 、 比 值 控 制 系 统 、前 馈 控 制 系 统 、分 程 控 制 系 统 等 ，其 中 ，单 回路 控 制 系 统 是 最 基 本 、结 构 最 简 单 的 一 种 ，却 能 解 决 生 产 过 程 中 的 大 量 控 制 问 题 ，它 是 生 产 过 程 中 应 用
许多企业通常会选择其中２ 种或３ 种作为玻璃原料熔
化 的燃料 ，根 据燃料 的市场行 情灵 活使用 。几 种燃
料中，天然气无色 、无味、且无腐蚀性 ，主要成分
是 甲烷 ，有热值 高 、燃烧 稳定 、易 于控制 等特 点 。 天然 气是 一种 的优质 能 源 ，几 乎不含 硫 、粉尘 和其 它有 害物 质 ，燃 烧 时产生 二氧化 碳少 于其 它燃料 ， 对 于改善 环境 质量也 大有 益处 。随着 天然 气在 国 内
气 的工作压力 ，以满足生产要求 ，调压 阀通 常有
２ 种 方 案 ，一 种 是 采 用 自力 调 压 阀 ，另 一 种 是 采
用气动薄膜调节阀 。每个支管路设 有支路 流量 检 测 、气动薄膜调节阀 、换 向切 断阀。天然气支路
常 用 方 案 是 按 小 炉 配 置 ，即有 几 对 小 炉 就有 几 个
Ｚｈ ｏ ｕ Ｚｈ ｉ
（ Ｑ ｉ ｎ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ ｄ ａ ｏ ｇ ｌ ａ ｓ ｓ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ， Ｑ ｉ ｎ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ ｄ ａ ｏ， ０ ６ ６ ０ ０ ０）
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压气站一键启停技 六术、一键启停站的系统构成与实现方法
一键启站的系统构成如下：
03 压缩空气管路压力判断与空压机自启停 检查压缩空气管路压力是否正常，如过低则自动启动空压机， 同时对空压机与对应的送风机实现连锁启停。
04 压缩机厂房风机自动投用 将压缩机厂房排风机分为4组，程序判断选取4组中工作时间最 短的一台进行投用，同时将4台送风机中运行时间最短的3台顺 序投用。
目录
01 压气站一键启停技
术
02
自动分输技术
03 天然气电子计量交
接
04
压气站控制系统优
05
化 控制系统国产化
06 站场风险智能化管
应用
2
压气站一键启停技 一、术盖州压气站控制系统创新
盖州压气站一键启机： 11月25日15:19、11月26日17:55一键启机分别成功对盖州压气站两台压缩
机组进行站控一键启机。
盖州压气站一键启站： 11月27日20时38分北京油气调控中心一键启站，中心调度通过中控PCS系
统对盖州站下发一键启站命令。21点38分、53分，1#、2#机组分别达到最低转 速6484，命令执行完成。站场继而提高机组负荷，22点18分两台机组转速均提 至8000，进入72小时试运行。整个过程，盖州站出站压力从5.6MPa升至 8.3MPa。 第一台机组启机时长1个小时（冷机），两台机组启机时长共1个小时 15分钟。
主要是为了改变以往在停站后干 线与站内压差过大时只能依靠人工去 缓慢平衡压力的状况，使压差平衡过 程可受控，从而实现了一键启站时能 够自动导通工艺流程。
7
压气站一键启停技 四术、一键启停站的工艺改造技术
干气密封增加第二气源 增加气动阀隔离阀
左图备用口位置实际为引机组出 口汇管工艺气位置，在此增设一个气 动阀门受UCS系统控制。
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压气站一键启停技 六术、一键启停站的系统构成与实现方法
一键启站的系统构成如下：
05 压缩机组一键启动
按预选顺序先后启动两台压缩机机组，第一台机组达到最低工作转速后 启动第二台。每一台均按照启机条件判断—启动辅助系统—气体置换 （保压启机自动跳过这一步）--压缩机进出口工艺流程导通—启机条件 二次判断—启动变频器并暖机—暖机结束后快速提升到最低工作转速 的顺序完成启机流程。
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压气站一键启停站的实现
六、一键启停站的系统构成与实现方法
16
压气站一键启停站的实现
六、一键启停站的系统构成与实现方法
17压气站一键启停站的源自现六、一键启停站的系统构成与实现方法
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压气站一键启停站的实现
六、一键启停站的系统构成与实现方法
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压气站一键启停站的实现
六、一键启停站的系统构成与实现方法
当压缩机组进行泄压后的启机时， 机组出口端工艺气源已放空，需打开 该气动阀从出口汇管供应一级密封气， 泄压停机时需关闭该气动阀，从而实 现了一键启站时干气密封系统的自动 控制。
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压气站一键启停技 五术、站控系统功能
1 现场工艺变量进行数据采集、处理和上传； 2 逻辑控制和联锁保护； 3 接受调控中心下达的命令； 4 控制压缩机启停， 监控压缩机组，执行调控中心压缩机远控要求； 5 压缩机组辅助系统的监控； 6 提供人机对话的窗口，显示动态工艺流程及各种工艺变量和其它有关参 数 ，显示实时趋势曲线和历史曲线； 7 报警、事件处理； 8 数据存储及处理；
3
压气站一键启停技 一术、盖州压气站控制系统创新
✓ 首次实现压气站的一键启停站。 ✓首次实现压缩机控制系统、站 控 系统成套国产化应用。 ✓首次实现压缩机控制系统与站 控 系统融合。 ✓首次在站控系统实现压缩机负 荷 分配控制。
4
一键启停技 二术、盖州压气站简介
盖州压气站新建在大沈线12号阀室附近， 可将大连LNG接收站的气源增压后通过已建 营盘线管道经秦沈管道、永唐秦管道和拟建 中俄东线管道输至京津冀地区，部分补充京 津冀地区冬季调峰气量的不足。
五、站控系统功能
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压气站一键启停技 六术、一键启停站的系统构成与实现方法
一键启站的系统构成如下： 01 状态反馈与报警检测
判断一键启站所涉及到的设备状态是否正常，检查机组是否有故 障或报警、压缩机厂房消防系统是否有报警。
02 自动导通站内工艺流程 检查站场工艺流程是否符合一键启站的要求，如不符合自动按 一键导通站内工艺流程程序对相关阀门进行顺序开关，最终导 通为压缩机组启机前流程。
06 防喘控制与负荷分配
单台机组达到设定的加载条件后延时一段时间，防喘控制系统自动投用， 同时防喘振阀按一定斜率自动关闭。当两台机组均达到加载条件并且防 喘控制系统成功投用结束后，负荷分配系统进行投用，并按照负荷控制 与平衡控制进行工作。
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压气站一键启停技 六术、一键启停站的系统构成与实现方法
下发一键启站命令后，由站控、压缩机系统共同执行程序，在站控系统检 查好满足条件并导通流程后由UCS系统启动压缩机。具体为：判断无影响一键启 站报警，导通站内工艺流程（打开进出站阀门管线充压、关闭平衡阀及越站阀）， 启动空压机（空气管路压力低时），启动厂房送风机及排风机，分别启动两台压 缩机（含辅助系统）至最低工作转速，自动投用防喘控制系统。
9
压气站一键启停技 五术、站控系统功能
9 时钟同步； 10 控制权限切换； 11 站场火灾自动报警系统的监视和报警； 12 消防设备的监视； 13 电力主要数据监视； 14 阴保设备数据显示； 15 能耗数据采集； 16 对所辖站场及阀室的数据监视； 17 站场与调控中心数据中断监测。
10
压气站一键启停技 术
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压气站一键启停站的实现
六、一键启停站的系统构成与实现方法
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压气站一键启停站的实现
六、一键启停站的系统构成与实现方法
一键停站的分类
01 站场一键停站 两台压缩机组退出负荷分配后，按顺序正常停机，停机成功后停 止风机并关闭站内流程打开越站阀。
盖州压气站设计输量2224万标方/天， 并联设置2台14兆瓦级电驱离心式压缩机组， 正常使用为2用0备。齿轮箱变速比为6.69， 工作转速6484~10475转/分。
5
压气站一键启停技 术
三、工艺流程
6
压气站一键启停技 四术、一键启停站工艺改造技术
进出站阀门平衡阀 手动改电动
将进站阀1103及出站阀1203的 旁通管线上的平衡阀由手动改为电动， 并受站控系统控制。