ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ ГАЗОРЕДУЦИРУЮЩИЙ ПУНКТ С ФИКСАЦИЕЙ ПОТЕРЬ ГАЗА Российский патент 2024 года по МПК F17D1/04 F17D5/02 

Изобретение относится к технике распределения природного газа по трубопроводам, а именно к устройствам редуцирования газа, и может быть использовано для снабжения населенных пунктов, промышленных объектов и отдельных потребителей природным газом от распределительных газопроводов.

Известен интеллектуальный автоматический газоредуцирующий пункт, содержащий редуцирующие линии, регуляторы давления, элементы защиты, источник автономного питания, датчики давления и температуры, идентификатор доступа, контроллер, расходомер, корректор, регистры часовых и минутных расходов газа, блоки сравнения и памяти, таймер и задатчики отклонений (Патент RU 2743669 С1, кл. F17D 1/04, опубл. 24.02.2021).

Недостаток состоит в том, что устройство не фиксирует потерь и утечек газа при срабатывании сбросного клапана с передачей данных в диспетчерский пункт газораспределительной организации, что снижает безопасность газоснабжения и приводит к излишним потерям газа.

Известен интеллектуальный автоматический газоредуцирующий пункт с дистанционным мониторингом баланса газовых потоков, содержащий параллельно включенные редуцирующие линии, преобразователь, источник автономного питания, датчики давления и температуры в сети низкого давления, идентификатор доступа, контроллер, к которому подключены выходы датчика давления, датчика температуры и встроенного датчика перепада давлений входного фильтра, выход контроллера подключен к блоку передачи информации с антенной, расходомер и корректор последовательно включены в сеть низкого давления, выходы датчика давления и датчика температуры подключены к входам корректора, приборы учета расхода газа потребителями, контроллер мониторинга баланса газовых потоков, ячейки памяти сдвиговых регистров расходов газа, контроллер мониторинга баланса газовых потоков, интервальный таймер, блоки вычисления расходов газа, сумматор расходов газа потребителями за установленный интервал времени (Патент RU 2789172 С1, кл. F17D 1/04, опубл. 30.01.2023).

Недостаток состоит в том, что устройство не фиксирует потерь и утечек газа при срабатывании сбросного клапана, что снижает оперативность принятия предупреждающих действий по настройке параметров регуляторов и сбросных клапанов при существенных временных интервалах срабатывания, снижает безопасность газоснабжения и приводит к излишним потерям газа.

Наиболее близким к заявляемому устройству является интеллектуальный автоматический газоредуцирующий пункт с прогнозом расхода газа, содержащий редуцирующие линии, регуляторы давления, элементы защиты от превышения давления, сбросной клапан, источник питания, датчики давления и температуры, идентификатор доступа, контроллер, блок передачи информации с антенной, расходомер, корректор, приборы учета расхода газа потребителями, контроллер мониторинга баланса газовых потоков, ячейки памяти сдвиговых регистров расходов газа потребителями, интервальный таймер, блоки вычисления расходов газа, компараторы максимальных расходов газа, сумматор расходов газа потребителями за установленный интервал времени, задатчики максимальных расходов газа потребителями, контроллер мониторинга баланса газовых потоков, блок вычисления интервального расхода газа, блок вычисления расхождений прогнозных и текущих данных и контроллеру, датчик наружной температуры и влажности воздуха, блок прогнозных данных расхода газа, задатчики предупреждающих и аварийных сигналов и блоки формирования предупреждающих и аварийных сигналов (Патент RU 2810874 С1, кл. F17D 1/04, опубл. 28.12.2023).

Недостаток состоит в том, что устройство не фиксирует потерь и утечек газа при срабатывании сбросного клапана с передачей данных в диспетчерский пункт газораспределительной организации, что снижает оперативность принятия предупреждающих действий по настройке параметров регуляторов и сбросных клапанов при существенных временных интервалах срабатывания, снижает безопасность газоснабжения и приводит к излишним потерям газа.

Техническим результатом является снижение потерь газа и повышение безопасность газоснабжения посредством принятия оперативных действий по настройке параметров регуляторов и сбросных клапанов при существенных временных интервалах срабатывания на основе передачи предупреждающих сигналов в диспетчерский пункт газораспределительной организации.

Для достижения технического результата в устройство, содержащее параллельно включенные редуцирующие линии, каждая из которых имеет фильтр, два последовательно установленных регулятора давления, элементы защиты от превышения давления и сбросной клапан, преобразователь, выполненный в виде солнечной батареи, через блок стабилизации подключен к источнику автономного питания со встроенным аккумулятором питания, датчики давления и температуры в сети низкого давления, идентификатор доступа, соединенный с датчиком взлома и контроллером, к которому подключены выходы датчика давления, датчика температуры и встроенного датчика перепада давлений входного фильтра, выход контроллера подключен к блоку передачи информации с антенной, расходомер и корректор последовательно включены в сеть низкого давления, выходы датчика давления и датчика температуры подключены к входам корректора, приборы учета расхода газа потребителями, контроллер мониторинга баланса газовых потоков, подключен к блоку передачи информации с антенной, информационные входы первых ячеек памяти сдвиговых регистров расходов газа потребителями подключены к выходам контроллера мониторинга баланса газовых потоков, а управляющие входы - к выходу интервального таймера, сдвиговые выходы первых ячеек памяти сдвиговых регистров расходов газа потребителями подключены к входам вторых ячеек памяти, информационные выходы первых ячеек памяти сдвиговых регистров расходов газа потребителями подключены к вторым входам блоков вычисления расходов газа, информационные выходы вторых ячеек памяти сдвиговых регистров расходов газа потребителями подключены к первым входам блоков вычисления расходов газа, выходы блоков вычисления расходов газа подключены к вторым входам компараторов максимальных расходов газа потребителями и входам сумматора расходов газа потребителями за установленный интервал времени, первые входы компараторов максимальных расходов газа потребителями через задатчики максимальных расходов газа потребителями за установленный интервал времени подключены к выходам контроллера мониторинга баланса газовых потоков, выходы компараторов максимальных расходов газа потребителями подключены к входам контроллера мониторинга баланса газовых потоков, информационный вход первой ячейки памяти сдвигового регистра общего расхода газа подключен к выходу корректора, а управляющий вход через блок временной задержки - к выходу интервального таймера, сдвиговый выход первой ячейки памяти сдвигового регистра общего расхода газа подключен к входу второй ячейки памяти, информационный выход первой ячейки памяти сдвигового регистра общего расхода газа подключен к второму входу блока вычисления интервального расхода газа, информационный выход второй ячейки памяти сдвигового регистра общего расхода газа подключен к первому входу блока вычисления интервального расхода газа, первый вход блока сравнения суммарного и общего расхода газа подключен к выходу блока вычисления интервального расхода газа, а второй - к выходу сумматора расходов газа потребителями за установленный интервал времени, выходы блока сравнения суммарного и общего расхода газа, блока вычисления интервального расхода газа, сумматора расходов газа потребителями за установленный интервал времени подключены к выходам контроллера мониторинга баланса газовых потоков, вход интервального таймера подключен к выходу контроллера мониторинга баланса газовых потоков, приборы учета расхода газа потребителями по каналам связи через антенну и блок передачи информации подключены к контроллеру мониторинга баланса газовых потоков, выход корректора подключен к входам блока мониторинга и хранения последовательности текущих данных расхода газа и регистра текущих данных, выход регистра текущих данных подключен к первому входу блока вычисления расхождений прогнозных и текущих данных и контроллеру, датчик наружной температуры воздуха и датчик влажности воздуха подключены к входам блока мониторинга и хранения последовательности текущих данных расхода газа и первым входам блоков расхождения по температуре и расхождения по влажности соответственно, вход таймера мониторинга подключен к выходу контроллера, а выход - к управляющему входу блока мониторинга и хранения последовательности текущих данных расхода газа, выход которого подключен к контроллеру, вход блока прогнозных данных расхода газа подключен к контроллеру, вход таймера прогноза подключен к выходу контроллера, а выход - к управляющим входам блока прогнозных данных расхода газа и регистра текущих данных, выходы блока прогнозных данных расхода газа подключены к первому входу регистра прогнозных данных и вторым входам блоков расхождения по температуре и расхождения по влажности соответственно, выход блока расхождения по температуре через инвертор и корректор по температуре подключен к сумматору коррекции, выход блока расхождения по влажности через корректор по влажности подключен к сумматору коррекции, выход сумматора коррекции подключен к второму входу регистра прогнозных данных, выход регистра прогнозных данных подключен к второму входу блока вычисления расхождений прогнозных и текущих данных, выход которого подключен к первым входам блока формирования предупреждающих сигналов и блока формирования аварийных сигналов, входы задатчика предупреждающих сигналов и задатчика аварийных сигналов подключены к выходам контроллера, а выходы - к вторым входам блока формирования предупреждающих сигналов и блока формирования аварийных сигналов соответственно, выход блока формирования предупреждающих сигналов через компаратор предупреждения подключен к контроллеру, выход блока формирования аварийных сигналов через компаратор аварии подключен к контроллеру, на выходной трубе сбросного установлен сбросной фонарь с датчиком измерения концентрации газа, и в устройство дополнительно введены корректирующий преобразователь датчика измерения концентрации газа, компаратор уровня концентрации газа, генератор импульсов, счетчик времени общих потерь, счетчик потерь на интервале времени, вычислитель общих потерь газа, вычислитель интервальных потерь газа, одновибратор, выход датчика измерения концентрации газа в сбросном фонаре соединен с входами корректирующего преобразователя датчика измерения концентрации газа и компаратора уровня концентрации газа, выход компаратора уровня концентрации газа соединен с входами генератора импульсов и одновибратора, выход генератора импульсов соединен с счетными входами счетчика времени общих потерь и счетчика потерь на интервале времени, выход счетчика времени общих потерь соединен с первым входом вычислителя общих потерь газа, второй вход которого соединен с выходом корректирующего преобразователя датчика измерения концентрации газа, выход счетчика потерь на интервале времени соединен с первым входом вычислителя интервальных потерь газа, второй вход которого соединен с выходом корректирующего преобразователя датчика измерения концентрации газа, вход запуска временного интервала вычислителя интервальных потерь газа соединен с выходом таймера мониторинга, выход вычислителя интервальных потерь газа соединен с входом блока мониторинга и хранения последовательности текущих данных расхода газа, выходы счетчика времени общих потерь газа, вычислителя общих потерь газа и одновибратора соединены с входами контроллера.

Устройство поясняется чертежом, где на фигуре представлена структура интеллектуального газоредуцирующего пункта с фиксацией потерь газа.

Устройство содержит две параллельные включенные редуцирующие линии, каждая линия имеет фильтры 1, два последовательно установленных регулятора 2 давления и регулятора 3 давления второй ступени, элементы защиты от превышения давления расположены на отдельных участках редуцирующих линий, между фильтром 1 и редуктором 2 расположен отсекатель 4, соединенный через дроссель 5 с выходом регулятора давления 2. Между регуляторами давления подключен предохранительный клапан 6. На выходе редуцирующих линий установлен сбросной клапан 7 со свечей для отвода в атмосферу излишнего количества газа.

Преобразователь, выполненный в виде солнечной батареи 8, через блок стабилизации 9 подключен к источнику автономного питания 10 со встроенным аккумулятором питания.

В сети низкого давления газа подключены датчик давления 11 и датчик температуры 12.

Идентификатор доступа 13 по линии связи соединен с датчиками взлома 14 и контроллером 15, к которому также подключены выходы датчика давления 11, датчика температуры 12 в сети низкого давления газа и встроенного датчика перепада давлений входного фильтра 16.

Выход контроллера 14 подключен к блоку передачи информации 17, который через антенну 18 передает информацию о работе автоматического редуцирующего пункта на диспетчерский пункт газораспределительной организации.

Расходомер 19 и корректор 20 последовательно включены в сеть низкого давления.

Выходы датчика давления 11 и датчика температуры 12 подключены к входам корректора 20.

Приборы учета расхода газа 21 потребителями через антенну 18 и блок передачи информации 17 подключены к контроллеру мониторинга 22 баланса газовых потоков.

Информационные входы первых 23 ячеек памяти сдвиговых регистров расходов газа потребителями подключены к выходам контроллера мониторинга 22 баланса газовых потоков,

Сдвиговые выходы первых 23 ячеек памяти сдвиговых регистров расходов газа потребителями подключены к входам вторых 24 ячеек памяти.

Информационные выходы первых 23 ячеек памяти сдвиговых регистров расходов газа потребителями подключены к вторым входам блоков вычисления расходов газа 25 потребителями.

Информационные выходы вторых 24 ячеек памяти сдвиговых регистров расходов газа потребителями подключены к первым входам блоков вычисления расходов газа 25 потребителями.

Выходы блоков вычисления расходов газа 25 подключены к вторым входам компараторов максимальных расходов 26 газа потребителями и входам сумматора расходов газа потребителями 27 за установленный интервал времени.

Первые входы компараторов максимальных расходов 26 газа потребителями через задатчики максимальных расходов газа 28 потребителями за установленный интервал времени подключены к выходам контроллера мониторинга 22 баланса газовых потоков.

Выходы компараторов максимальных расходов 26 газа потребителями подключены к входам контроллера мониторинга 22 баланса газовых потоков.

Информационный вход первой 29 ячейки памяти сдвигового регистра общего расхода газа подключен к выходу корректора 20, а управляющий вход через блок временной задержки 30 к выходу интервального таймера 31.

Сдвиговый выход первой 29 ячейки памяти сдвигового регистра общего расхода газа подключен к информационному входу второй 32 ячейки памяти.

Информационный выход первой 29 ячейки памяти сдвигового регистра общего расхода газа подключен к второму входу блока вычисления интервального расхода 33 газа.

Информационный выход второй 32 ячейки памяти сдвигового регистра общего расхода газа подключен к первому входу блока вычисления интервального расхода 33 газа.

Первый вход блока сравнения суммарного и общего расхода 34 газа подключен к выходу блока вычисления интервального расхода 33 газа, а второй к выходу сумматора расходов газа потребителями 27 за установленный интервал времени.

Выходы блока сравнения суммарного и общего расхода 34 газа, блока вычисления интервального расхода 33 газа, сумматора расходов газа потребителями 27 за установленный интервал времени подключены к выходам контроллера мониторинга 22 баланса газовых потоков.

Вход интервального таймера 31 подключен к выходу контроллера мониторинга 22 баланса газовых потоков.

Выход корректора 20 подключен к входам блока мониторинга и хранения последовательности 35 текущих данных расхода газа и регистра текущих 48 данных.

Выход регистра текущих 48 данных подключен к первому входу блока вычисления расхождений 49 прогнозных и текущих данных и контроллеру 15.

Датчик наружной температуры 39 воздуха и датчик влажности 40 воздуха подключены к входам блока мониторинга и хранения последовательности 35 текущих данных расхода газа и первым входам блоков расхождения по температуре 41 и расхождения по влажности 42 соответственно.

Вход таймера мониторинга 37 подключен к выходу контроллера 15, а выход к управляющему входу блока мониторинга и хранения последовательности 35 текущих данных расхода газа, выход которого подключен к контроллеру 15.

Вход блока прогнозных 36 данных расхода газа подключен к контроллеру 15.

Вход таймера прогноза 38 подключен к выходу контроллера 15, а выход к управляющим входам блока прогнозных 36 данных расхода газа и регистра текущих 48 данных.

Выходы блока прогнозных 36 данных расхода газа подключены к первому входу регистра прогнозных 47 данных и вторым входам блоков расхождения по температуре 41 и расхождения по влажности 42 соответственно.

Выход блока расхождения по температуре 41 через инвертор 43 и корректор по температуре 44 подключен к сумматору коррекции 46, выход блока расхождения по влажности 42 через корректор по влажности 45 подключен к сумматору коррекции 46.

Выход сумматора коррекции 46 подключен к второму входу регистра прогнозных 47 данных.

Выход регистра прогнозных 47 данных подключен к второму входу блока вычисления расхождений 49 прогнозных и текущих данных, выход которого подключен к первым входам блока формирования предупреждающих сигналов 50 и блока формирования аварийных сигналов 52.

Входы задатчика предупреждающих сигналов 54 и задатчика аварийных сигналов 55 подключены к выходам контроллера 15, а выходы к вторым входам блока формирования предупреждающих сигналов 50 и блока формирования аварийных сигналов 52 соответственно.

Выход блока формирования предупреждающих сигналов 50 через компаратор предупреждения 51 подключен к контроллеру 15, выход блока формирования аварийных сигналов 52 через компаратор аварии 53 подключен к контроллеру 15.

В предлагаемом устройстве на выходной трубе сбросного установлен сбросной фонарь с датчиком 56 измерения концентрации газа.

В устройство дополнительно введены корректирующий преобразователь 57 датчика измерения концентрации газа, компаратор уровня 58 концентрации газа, генератор импульсов 59, счетчик времени общих потерь 60, счетчик потерь на интервале времени 61, вычислитель общих потерь 62 газа, вычислитель интервальных потерь 63 газа, одновибратор 64.

Выход датчика 56 измерения концентрации газа в сбросном фонаре соединен с входами корректирующего преобразователя 57 датчика измерения концентрации газа и компаратора уровня 58 концентрации газа.

Выход компаратора уровня 58 концентрации газа соединен с входами генератора импульсов 59 и одновибратора 64, выход генератора импульсов 59 соединен с счетными входами счетчика времени общих потерь 60 и счетчика потерь на интервале времени 61.

Выход счетчика времени общих потерь 60 соединен с первым входом вычислителя общих потерь 62 газа, второй вход которого соединен с выходом корректирующего преобразователя 57 датчика измерения концентрации газа.

Выход счетчика потерь на интервале времени 61 соединен с первым входом вычислителя интервальных потерь 63 газа, второй вход которого соединен с выходом корректирующего преобразователя 57 датчика измерения концентрации газа.

Вход запуска временного интервала вычислителя интервальных потерь 63 газа соединен с выходом таймера мониторинга 37.

Выход вычислителя интервальных потерь 63 газа соединен с входом блока мониторинга и хранения последовательности 35 текущих данных расхода газа.

Выходы счетчика времени общих потерь 60, вычислителя общих потерь 62 газа и одновибратора 64 соединены с входами контроллера 15. Устройство работает следующим образом.

Газ высокого давления по трубопроводу через кран и входной фильтр 16 со встроенным датчиком перепада давлений поступает на вход редуцирующих линий, причем редуцирование осуществляют одной линией, при этом вторая линия находится в резерве. Редуцирующая линия осуществляет снижение давления газа до заданного уровня.

В фильтре 1 газ подвергается очистке от механических примесей, проходит через отсекатель 4 и поступает к регулятору 2, где давление снижается. Далее газ поступает к регулятору 3, снижающему давление до заданного значения.

После регулятора давления 3 газ проходит в выходной трубопровод и поступает через расходомер 19 и корректор 20 потребителям 21.

Элементы защиты от превышения давления срабатывают при увеличении давления на отдельных участках редуцирующих линий. Отсекатель 4 контролирует давление газа на выходе редуцирующих линий через дроссель 5. При увеличении давления на выходе выше допустимого предела отсекатель 4 срабатывает и перекрывает проход газа в редуцирующую линию. Предохранительный клапан 6 контролирует давление газа на выходе редуктора 2. При увеличении давления выше допустимого предохранительный клапан 6 сбрасывает газ в импульсную линию отсекателя 4, который срабатывает и перекрывает поступление газа в неисправную редуцирующую линию.

Сбросной клапан 7 срабатывает при превышении выходного давления газа и сбрасывает излишнее количество газа в атмосферу при неисправной редуцирующей линии в случае отказа отсекателя 4, а также утечки газа при отключении редуцирующей линии.

Величина давления газа в сети низкого давления измеряется датчиком давления 11, температура измеряется датчиком температуры 12.

Для контроля санкционированного доступа к устройству применяется идентификатор доступа 13, представляющий собой считыватель электронной карты, в случае несанкционированного доступа к устройству срабатывает датчик взлома 14.

Контроллер 15 обеспечивает сбор сигналов с датчика давления 11, датчика температуры 12 в сети низкого давления газа, встроенного датчика перепада давлений входного фильтра 16, идентификатора доступа 13 и датчика взлома 14.

Эти сигналы через блок передачи информации 17 с антенной 18 передаются на диспетчерский пункт газораспределительной организации для принятия оперативных мер по обеспечению надежного газоснабжения (на фигуре не показан).

Питание устройства производится от солнечной батареи 8 посредством блока стабилизации 9 и источника автономного питания 10 со встроенным аккумулятором питания.

Расходомер 19 и корректор 20 в сети подачи газа низкого давления потребителям обеспечивают измерение текущего расхода газа в реальном времени. Корректор 20 по сигналам от датчиков давления 11 и температуры 12 переводит расход газа к нормальным значениям.

Текущие значения расходов газа потребителями от приборов учета расхода газа 21 потребителями через блок передачи информации 17 с антенной 18 в реальном времени поступают на контроллер мониторинга 22 баланса газовых потоков и далее на информационные входы первых 23 ячеек памяти сдвиговых регистров расходов газа потребителями. Текущие значения расходов газа потребителями фиксируются сигналом, поступающим от интервального таймера 31 на управляющие входы первых 23 ячеек памяти сдвиговых регистров расходов газа потребителями. В результате в первых 23 ячейках памяти сдвиговых регистров расходов газа потребителями записывается текущее значение расхода газа.

По следующему сигналу, поступающему от интервального таймера 31, содержимое первых 23 ячеек памяти перезаписывается во вторые 24 ячейки памяти сдвиговых регистров расходов газа потребителями, а первые 23 ячейки памяти сдвиговых регистров расходов газа потребителями записывается новое значение, соответствующее текущим показаниям приборов учета расхода газа 21 потребителями.

Данные содержимых первых 23 и вторых 24 ячеек памяти поступают на блоки вычисления расходов газа 25 потребителями. В результате на выходах блоков вычисления расходов газа 25 потребителями формируются данные, соответствующие потреблению газа за интервал, установленный интервальным таймером 31.

Эти данные поступают на компараторы максимальных расходов 26 газа потребителями, где сравниваются с максимально допустимыми значениями расхода газа потребителями, записанными в задатчики максимальных расходов газа 28 потребителями за установленный интервал времени.

В случае превышения максимально допустимых значений расхода газа потребителями, компараторы максимальных расходов 26 газа формируют сигналы предупреждения, которые через контроллер мониторинга 22 баланса газовых потоков, блок передачи информации 17 с антенной 18 передаются в диспетчерский пункт газораспределительной организации для принятия оперативных решений.

Величины максимально допустимых значений расхода газа потребителями устанавливаются диспетчерским. пунктом газораспределительной организации и записываются в задатчики максимальных расходов газа 28 потребителями за установленный интервал времени посредством блока передачи информации 17 с антенной 18 и контроллера мониторинга 22 баланса газовых потоков.

Временной интервал, на котором необходимо проводить мониторинг баланса газовых потоков, устанавливается диспетчерским пунктом газораспределительной организации посредством канала связи с антенной 18, блока передачи информации 17 и контроллера мониторинга 22 баланса газовых потоков и записывается в интервальный таймер 31.

В результате дистанционный мониторинг баланса газовых потоков можно проводить на любом временном интервале.

Данные расхода газа потребителями за установленный временной интервал от блоков вычисления расходов газа 25 потребителями подаются на сумматор расходов газа потребителями 27 за установленный интервал времени. В результате на выходе сумматора расходов газа потребителями 27 формируются данные расхода газа потребителями за установленный интервал времени. Эти данные через контроллер мониторинга 22 баланса газовых потоков, блок передачи информации 17 с антенной 18 передаются в диспетчерский пункт газораспределительной организации и на второй вход блока сравнения суммарного и общего расхода 34 газа.

Значение расхода газа на газоредуцирующем пункте от корректора 20 поступает на информационный вход первой 29 ячейки памяти сдвигового регистра общего расхода газа и фиксируется сигналом, поступающим от интервального таймера 31 через блок временной задержки 30 на управляющий вход первой 32 ячейки памяти сдвигового регистра общего расхода газа.

В результате в первой 29 ячейке памяти сдвигового регистра общего расхода газа записывается текущее значение расхода газа от корректора 20 газоредуцирующего пункта.

Блок временной задержки 30 обеспечивает синхронизацию записей информационных данных между первыми 23 ячейками памяти сдвиговых регистров расходов газа потребителями и первой 29 ячейкой памяти сдвигового регистра общего расхода газа.

По следующему сигналу, поступающему от интервального таймера 31 через блок временной задержки 30 содержимое первой 29 ячейки памяти, перезаписывается во вторую 32 ячейку памяти сдвигового регистра общего расхода газа, а в первую 29 ячейку памяти записывается новое значение от корректора 20.

Данные первой 29 и второй 32 ячеек памяти сдвигового регистра общего расхода газа поступают на блок вычисления интервального расхода 33 газа газоредуцирующего пункта.

На выходе блока вычисления интервального расхода 33 газа формируются данные, соответствующие расходу газа за интервал, установленный интервальным таймером 31. Эти данные через контроллер мониторинга 22 баланса газовых потоков, блок передачи информации 17 с антенной 18 передаются в диспетчерский пункт газораспределительной организации и на первый вход блока сравнения суммарного и общего расхода 34 газа.

В результате на выходе блока сравнения суммарного и общего расхода 34 газа формируются данные, соответствующие разбалансу газовых потоков между отпущенный и потребленным газом, которые через контроллер мониторинга 22 баланса газовых потоков, блок передачи информации 17 с антенной 18 передаются в диспетчерский пункт газораспределительной организации для принятия оперативных решений.

В процессе работы текущие значения расхода газа от корректора 20 поступают в блок мониторинга и хранения последовательности 35 текущих данных расхода газа, где записываются в виде последовательности данных с частотой, определяемой таймером мониторинга 37. Так же таймер мониторинга 37 записывает текущее время с точностью до минуты.

Одновременно в блок мониторинга и хранения последовательности 35 текущих данных расхода газа поступают данные от датчика наружной температуры 39 воздуха и датчика влажности 40 воздуха.

В результате в блоке мониторинга и хранения последовательности 35 текущих данных расхода газа формируются последовательности текущего расхода газа, температуры наружного воздуха и влажности, синхронизированные с временем записи этих данных.

Эти последовательности передаются через контроллер 15, блок передачи информации 17 с антенной 18 в диспетчерский пункт газораспределительной организации, где обрабатываются с учетом того, что потребление газа при высокой температуре, как правило, ниже, при высокой влажности - выше, потребление газа в ночное время ниже, чем в дневное время.

В результате обработки данных в диспетчерском пункте газораспределительной организации формируется профиль расхода газа по данному газоредуцирующему пункту по времени суток, недели, месяца, года и другим параметрам.

Полученный профиль расхода газа от газораспределительной организации передается через блок передачи информации 17 с антенной 18 в контроллер 15 и записывается в блок прогнозных 36 данных расхода газа.

По сигналу от таймера прогноза 38, который вырабатывает отметки текущего времени, из блока прогнозных 36 данных расхода газа выбираются прогнозные данные, связанные со временем суток, неделей, месяцем, годом и паромерами температуры и влажности наружного воздуха.

Прогнозное значение расхода газа записывается в регистр прогнозных 47 данных. Данные по температуре и влажности, полученные блоком прогнозных 36 данных расхода газа, на блоке расхождения по температуре 41 и блоке расхождения по влажности 42 сравниваются с текущими значениями температуры и влажности, полученными от датчика наружной температуры 39 воздуха и датчика влажности 40 воздуха соответственно. В результате на выходе блока расхождения по температуре 41 формируется сигнал коррекции, который через инвертор 43 и корректор по температуре 44 поступает на сумматор коррекции 46. На выходе блока расхождения по влажности 42 формируется сигнал коррекции, который через корректор по влажности 45 поступает на сумматор коррекции 46.

Весовые коэффициенты для корректоров по температуре 44 и влажности 45 выбираются в зависимости от влияния этих параметров на расход газа.

Сигнал коррекции с сумматора коррекции 46 поступает на регистр прогнозных 47 данных для коррекции прогнозного значения расхода газа.

Таймер прогноза 38 синхронизирует по текущему времени снятие данных по расходу газа посредством регистра текущих 48 данных. В результате в регистр текущих 48 данных записывается от корректора 20 текущее значение расхода газа, синхронизированное по времени с прогнозным значением.

На блоке вычисления расхождений 49 прогнозных и текущих данных производится их сравнение и вырабатывается сигнал расхождения прогнозных и текущих данных. Величина расхождения подается на блок формирования предупреждающих сигналов 50 и блок формирования аварийных сигналов 52, где сравнивается с значениями, записанными в задатчике предупреждающих сигналов 54 и задатчике аварийных сигналов 55 соответственно.

Если величина расхождения не превышает допустимых значений, то предупреждающие и аварийные сигналы не вырабатываются.

При превышении значения, записанного в задатчике предупреждающих сигналов 54, срабатывает компаратор предупреждения 51 и предупреждающий сигнал через контроллер 15, блок передачи информации 17 с антенной 18 передается в диспетчерский пункт газораспределительной организации.

При превышении значения, записанного в задатчике аварийных сигналов 55, срабатывает компаратор аварии 53 и аварийный сигнал через контроллер 15, блок передачи информации 17 с антенной 18 передается в диспетчерский пункт газораспределительной организации.

Значения величин в задатчики предупреждающих сигналов 54 и аварийных сигналов 55 устанавливаются газораспределительной организацией и записываются через блок передачи информации 17 с антенной 18 и контроллер 15.

В случае неисправности редуцирующей линии, сбоя в настройках параметров сбросного клапана и регулятора, отказа отсекателя, сбросной клапан 7 при превышении выходного давления газа срабатывает и сбрасывает излишнее количество газа в атмосферу, что приводит к возрастанию потерь газа и снижению безопасности газоснабжения.

Сброс газа в атмосферу через сбросной клапан 7 фиксируется датчиком 56 измерения концентрации газа, встроенным в сбросной фонарь сброса газа.

Корректирующий преобразователь 57 датчика измерения концентрации газа производит масштабирование сигнала, поступающего от датчика 56 измерения концентрации газа, для последующего вычисления общих потерь газа и потерь газа на установленном интервале времени.

Компаратор уровня 58 концентрации газа обеспечивает защиту от различных флуктуаций в процессе работы датчика 56 измерения концентрации газа и срабатывает при превышении концентрации газа установленного предела.

При срабатывании компаратора уровня 58 концентрации газа происходит запуск генератора импульсов 59, с выхода которого импульсы поступают на с счетный вход счетчика времени общих потерь 60 счетный вход счетчика потерь на интервале времени 61. Процесс подсчета импульсов счетчиком времени общих потерь 60 и счетчиком потерь на интервале времени 61 производится до возврата компаратора уровня 58 концентрации газа в начальное состояние, соответствующее снижению концентрации газа от датчика 56 измерения концентрации газа.

В результате в счетчике времени общих потерь 60 фиксируется общее время срабатывания сбросного клапана 7.

На основании сигналов счетчика времени общих потерь 60 и корректирующего преобразователя 57 датчика измерения концентрации газа, вычислитель общих потерь 62 газа производит расчет общих потерь.

Сигналы от счетчика времени общих потерь 60 и вычислителя общих потерь 62 газа через контроллер 15, блок передачи информации 17 с антенной 18 передается в диспетчерский пункт газораспределительной организации для принятия оперативных действий по снижению потерь газа и повышению безопасность газоснабжения.

Вычислитель интервальных потерь 63 газа производит определение потерь газа на интервале времени, который устанавливается таймером мониторинга 37. Вычисление производится на основании сигналов от счетчика потерь на интервале времени 61 и корректирующего преобразователя 57 датчика измерения концентрации газа.

В начале интервала таймер мониторинга 37 вырабатывает сигнал, который сбрасывает счетчик потерь на интервале времени 61 и вычислитель интервальных потерь 63 газа, и производит запуск временного интервала измерений.

По окончанию интервала измерений по сигналу от таймера мониторинга 37 данные вычислителя интервальных потерь 63 газа поступают на блок мониторинга и хранения последовательности 35 текущих данных расхода газа.

В результате в блоке мониторинга и хранения последовательности 35 текущих данных расхода газа наряду с последовательностями текущего расхода газа, температуры наружного воздуха и влажности, формируется последовательность интервальных потерь газа, синхронизированная с временем записи последовательностей.

Эти последовательности передаются в диспетчерский пункт газораспределительной организации, где в результате обработки данных формируется профиль расхода газа по данному газоредуцирующему пункту с учетом интервальных потерь газа, что способствует наиболее полному контролю работы газоредуцирующего пункта.

Момент срабатывания компаратора уровня 58 концентрации газа и возврата в исходное состояние выделяется одновибратором 64, передающим эти данные через контроллер 15, блок передачи информации 17 с антенной 18 передается в диспетчерский пункт газораспределительной организации.

Такое техническое решение обеспечивает снижение потерь газа и повышение безопасность газоснабжения посредством принятия оперативных действий по настройке параметров регуляторов и сбросных клапанов при существенных временных интервалах срабатывания на основе передачи предупреждающих сигналов в диспетчерский пункт газораспределительной организации.

Изобретение относится к технике распределения природного газа по трубопроводам. Интеллектуальный газоредуцирующий пункт с фиксацией потерь газа содержит датчик (56) измерения концентрации газа, корректирующий преобразователь (57) датчика измерения концентрации газа, компаратор (58) уровня концентрации газа, генератор (59) импульсов, счетчик (60) времени общих потерь, счетчик (61) потерь на интервале времени, вычислитель (62) общих потерь, вычислитель (63) интервальных потерь газа, одновибратор (64). Раскрыто взаимное расположение указанных элементов. Выходы счетчика (60) времени общих потерь газа, вычислителя (62) общих потерь газа и одновибратора (64) соединены с входами контроллера (15). Технический результат заключается в снижении потерь газа и повышении безопасности газоснабжения. 1 ил.

Интеллектуальный газоредуцирующий пункт с фиксацией потерь газа, содержащий параллельно включенные редуцирующие линии, каждая из которых имеет фильтр, два последовательно установленных регулятора давления, элементы защиты от превышения давления и сбросной клапан, преобразователь, выполненный в виде солнечной батареи, через блок стабилизации подключен к источнику автономного питания со встроенным аккумулятором питания, датчики давления и температуры в сети низкого давления, идентификатор доступа, соединенный с датчиком взлома и контроллером, к которому подключены выходы датчика давления, датчика температуры и встроенного датчика перепада давлений входного фильтра, выход контроллера подключен к блоку передачи информации с антенной, расходомер и корректор последовательно включены в сеть низкого давления, выходы датчика давления и датчика температуры подключены к входам корректора, приборы учета расхода газа потребителями, контроллер мониторинга баланса газовых потоков подключен к блоку передачи информации с антенной, информационные входы первых ячеек памяти сдвиговых регистров расходов газа потребителями подключены к выходам контроллера мониторинга баланса газовых потоков, а управляющие входы - к выходу интервального таймера, сдвиговые выходы первых ячеек памяти сдвиговых регистров расходов газа потребителями подключены к входам вторых ячеек памяти, информационные выходы первых ячеек памяти сдвиговых регистров расходов газа потребителями подключены к вторым входам блоков вычисления расходов газа, информационные выходы вторых ячеек памяти сдвиговых регистров расходов газа потребителями подключены к первым входам блоков вычисления расходов газа, выходы блоков вычисления расходов газа подключены к вторым входам компараторов максимальных расходов газа потребителями и входам сумматора расходов газа потребителями за установленный интервал времени, первые входы компараторов максимальных расходов газа потребителями через задатчики максимальных расходов газа потребителями за установленный интервал времени подключены к выходам контроллера мониторинга баланса газовых потоков, выходы компараторов максимальных расходов газа потребителями подключены к входам контроллера мониторинга баланса газовых потоков, информационный вход первой ячейки памяти сдвигового регистра общего расхода газа подключен к выходу корректора, а управляющий вход через блок временной задержки - к выходу интервального таймера, сдвиговый выход первой ячейки памяти сдвигового регистра общего расхода газа подключен к входу второй ячейки памяти, информационный выход первой ячейки памяти сдвигового регистра общего расхода газа подключен к второму входу блока вычисления интервального расхода газа, информационный выход второй ячейки памяти сдвигового регистра общего расхода газа подключен к первому входу блока вычисления интервального расхода газа, первый вход блока сравнения суммарного и общего расхода газа подключен к выходу блока вычисления интервального расхода газа, а второй - к выходу сумматора расходов газа потребителями за установленный интервал времени, выходы блока сравнения суммарного и общего расхода газа, блока вычисления интервального расхода газа, сумматора расходов газа потребителями за установленный интервал времени подключены к выходам контроллера мониторинга баланса газовых потоков, вход интервального таймера подключен к выходу контроллера мониторинга баланса газовых потоков, приборы учета расхода газа потребителями по каналам связи через антенну и блок передачи информации подключены к контроллеру мониторинга баланса газовых потоков, выход корректора подключен к входам блока мониторинга и хранения последовательности текущих данных расхода газа и регистра текущих данных, выход регистра текущих данных подключен к первому входу блока вычисления расхождений прогнозных и текущих данных и контроллеру, датчик наружной температуры воздуха и датчик влажности воздуха подключены к входам блока мониторинга и хранения последовательности текущих данных расхода газа и первым входам блоков расхождения по температуре и расхождения по влажности соответственно, вход таймера мониторинга подключен к выходу контроллера, а выход - к управляющему входу блока мониторинга и хранения последовательности текущих данных расхода газа, выход которого подключен к контроллеру, вход блока прогнозных данных расхода газа подключен к контроллеру, вход таймера прогноза подключен к выходу контроллера, а выход - к управляющим входам блока прогнозных данных расхода газа и регистра текущих данных, выходы блока прогнозных данных расхода газа подключены к первому входу регистра прогнозных данных и вторым входам блоков расхождения по температуре и расхождения по влажности соответственно, выход блока расхождения по температуре через инвертор и корректор по температуре подключен к сумматору коррекции, выход блока расхождения по влажности через корректор по влажности подключен к сумматору коррекции, выход сумматора коррекции подключен к второму входу регистра прогнозных данных, выход регистра прогнозных данных подключен к второму входу блока вычисления расхождений прогнозных и текущих данных, выход которого подключен к первым входам блока формирования предупреждающих сигналов и блока формирования аварийных сигналов, входы задатчика предупреждающих сигналов и задатчика аварийных сигналов подключены к выходам контроллера, а выходы - к вторым входам блока формирования предупреждающих сигналов и блока формирования аварийных сигналов соответственно, выход блока формирования предупреждающих сигналов через компаратор предупреждения подключен к контроллеру, выход блока формирования аварийных сигналов через компаратор аварии подключен к контроллеру, отличающийся тем, что на выходной трубе сбросного клапана установлен сбросной фонарь с датчиком измерения концентрации газа и в устройство дополнительно введены корректирующий преобразователь датчика измерения концентрации газа, компаратор уровня концентрации газа, генератор импульсов, счетчик времени общих потерь, счетчик потерь на интервале времени, вычислитель общих потерь газа, вычислитель интервальных потерь газа, одновибратор, причем выход датчика измерения концентрации газа в сбросном фонаре соединен с входами корректирующего преобразователя датчика измерения концентрации газа и компаратора уровня концентрации газа, выход компаратора уровня концентрации газа соединен с входами генератора импульсов и одновибратора, выход генератора импульсов соединен с счетными входами счетчика времени общих потерь и счетчика потерь на интервале времени, выход счетчика времени общих потерь соединен с первым входом вычислителя общих потерь газа, второй вход которого соединен с выходом корректирующего преобразователя датчика измерения концентрации газа, выход счетчика потерь на интервале времени соединен с первым входом вычислителя интервальных потерь газа, второй вход которого соединен с выходом корректирующего преобразователя датчика измерения концентрации газа, вход запуска временного интервала вычислителя интервальных потерь газа соединен с выходом таймера мониторинга, выход вычислителя интервальных потерь газа соединен с входом блока мониторинга и хранения последовательности текущих данных расхода газа, выходы счетчика времени общих потерь газа, вычислителя общих потерь газа и одновибратора соединены с входами контроллера.