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用于燃?xì)廨啓C(jī)的燃料供應(yīng)管線系統(tǒng)的制作方法與工藝

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用于燃?xì)廨啓C(jī)的燃料供應(yīng)管線系統(tǒng)的制作方法與工藝
本發(fā)明涉及用于燃?xì)廨啓C(jī)的燃料供應(yīng)管線系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及具有該燃料供應(yīng)管線系統(tǒng)的燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)。

背景技術(shù):
輪機(jī)、例如燃?xì)廨啓C(jī)(GT)是一種以連續(xù)流動(dòng)的流體為工質(zhì)帶動(dòng)渦輪高速旋轉(zhuǎn)以用于輸出動(dòng)力的動(dòng)力機(jī)械,被廣泛應(yīng)用于眾多工業(yè)領(lǐng)域,如運(yùn)載工具推進(jìn)、發(fā)電站、石化領(lǐng)域等。為給燃?xì)廨啓C(jī)供應(yīng)燃?xì)?,通常設(shè)置有燃料供應(yīng)系統(tǒng)以從燃?xì)庠?、尤其是燃?xì)饩W(wǎng)獲取燃?xì)狻⑷缣烊粴?,并將其供?yīng)到燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室、尤其是燃燒室內(nèi)的燃燒器。例如,本申請(qǐng)人的WO2012/072614公開一種燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng),其燃料供應(yīng)系統(tǒng)包括連接燃?xì)饩W(wǎng)的主燃料管道和連接第一燃料管道和燃燒室的并行的燃料部段,其中在主燃料管道中設(shè)置有作為安全閉鎖裝置的第一閥,在并行的燃料部段中分別設(shè)置有作為控制閥的第二閥和第三閥,其全文通過(guò)援引加入本文。為了能夠燃料供應(yīng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行,現(xiàn)有技術(shù)通常希望將整個(gè)燃料供應(yīng)管線系統(tǒng)的所有點(diǎn)、尤其是薄弱點(diǎn)的承壓能力均在安全壓力之上,該安全壓力大于系統(tǒng)所面臨的最高壓力。雖然這樣的燃料供應(yīng)系統(tǒng)能夠保證安全運(yùn)行,但是全部管線均需要設(shè)計(jì)成有較高的承壓能力,引起成本上升。尤其是針對(duì)具有不同壓力的多種多樣的燃?xì)庠础⑷缛細(xì)饩W(wǎng)時(shí),這樣的燃料供應(yīng)系統(tǒng)需要在保持高安全裕量來(lái)適應(yīng)大量的燃?xì)庠吹母叱杀竞歪槍?duì)具體燃?xì)庠丛O(shè)定具體承壓能力的低靈活性之間折衷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明旨在提供一種能以簡(jiǎn)單的方式有效保證安全運(yùn)行的用于燃?xì)廨啓C(jī)的燃料供應(yīng)管線系統(tǒng)。本發(fā)明另一目的是提供一種具有該燃料供應(yīng)管線系統(tǒng)的燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提出了一種用于燃?xì)廨啓C(jī)的燃料供應(yīng)管線系統(tǒng),包括:用于控制輸送至所述燃?xì)廨啓C(jī)的燃?xì)獾目刂崎y;用于連接燃?xì)庠春退隹刂崎y的第一管線;用于連接所述控制閥和燃?xì)廨啓C(jī)的第二管線;監(jiān)測(cè)裝置,配置成確定第二管線在緊跟在所述控制閥后、即鄰近控制閥的出口處的管內(nèi)壓力;和控制器,配置成在所述第二管線中確定的管內(nèi)壓力大于預(yù)定管內(nèi)壓力時(shí)減小所述控制閥的有效流通面積且優(yōu)選關(guān)閉所述控制閥。人們明白,在緊跟所述控制閥后所確定的管內(nèi)壓力大于預(yù)定管內(nèi)壓力時(shí),作為關(guān)閉該控制閥的補(bǔ)充或替代,也可以設(shè)置單獨(dú)的流量控制機(jī)構(gòu)來(lái)關(guān)閉該控制閥后的第二管線或減小該第二管線的流量,這落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。此外,人們將可明白,根據(jù)本發(fā)明的控制閥將包括任何合適的流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。在本發(fā)明所述的實(shí)施例中,緊跟所述控制閥后或者鄰近控制閥的出口具有明確的工程上的意義,并能為本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解,例如是在第二管線上距控制閥出口的約9倍第二管道公稱內(nèi)徑的距離內(nèi)、優(yōu)選在約3倍管道公稱內(nèi)徑至9倍管道公稱內(nèi)徑的距離、優(yōu)選距控制閥出口約6倍管道公稱內(nèi)徑的距離,且有利地在控制閥出口后、在第二管線內(nèi)大致出現(xiàn)最大管內(nèi)壓力的位置處。通過(guò)本發(fā)明的技術(shù)方案,能夠以簡(jiǎn)單的方式有效地保持用于燃?xì)廨啓C(jī)的燃料供應(yīng)管線系統(tǒng)的管線、尤其是薄弱部位的管線的總能安全運(yùn)行。優(yōu)選地,該燃料供應(yīng)管線系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述控制閥上游的閉鎖閥,所述燃料供應(yīng)管線系統(tǒng)配置成在所確定的管內(nèi)壓力大于預(yù)定管內(nèi)壓力時(shí)關(guān)閉所述閉鎖閥。更優(yōu)選地,該燃料供應(yīng)管線系統(tǒng)包括多個(gè)并聯(lián)的所述控制閥,所述燃料供應(yīng)管線系統(tǒng)配置成鄰近任一所述控制閥出口的在第二管線中確定的管內(nèi)壓力大于預(yù)定管內(nèi)壓力時(shí)關(guān)閉所有控制閥。特別優(yōu)選地,所述燃料供應(yīng)管線系統(tǒng)配置成在所確定的管內(nèi)壓力大于預(yù)定管內(nèi)壓力時(shí)使該燃料供應(yīng)管線系統(tǒng)停機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例,所述第一管線具有第一壓力承受等級(jí)、有時(shí)也稱“壓力等級(jí)”,所述第二管線具有小于所述第一壓力承受等級(jí)的第二壓力承受等級(jí)。通過(guò)本發(fā)明的“差異化”壓力承受等級(jí)管線布置和管內(nèi)壓力監(jiān)控的結(jié)合,可以根據(jù)影響控制閥前和后的管線部分的設(shè)計(jì)參數(shù)的相應(yīng)核心因素,即就第一管線而言的燃?xì)庠?、如燃?xì)饩W(wǎng)的壓力水平和就第二管線而言的燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)功率,“差異化”地構(gòu)造控制閥前后的管線,尤其分別設(shè)計(jì)合適的管線壓力承受等級(jí),從而可以通過(guò)長(zhǎng)度較長(zhǎng)的、低壓力承受等級(jí)的第二管線獲得更佳的成本效益,而同時(shí)通過(guò)壓力監(jiān)控手段來(lái)監(jiān)控壓力等級(jí)較弱的第二管線來(lái)始終保證較弱的第二管線并進(jìn)而整個(gè)燃料供應(yīng)管線系統(tǒng)的安全運(yùn)行。相比于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明的系統(tǒng)更節(jié)省成本、更具靈活性、更能適應(yīng)具有不同壓力等級(jí)的多種燃?xì)饩W(wǎng)、且仍能安全運(yùn)行。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例,該預(yù)定管內(nèi)壓力基于所述第二壓力承受等級(jí)確定且小于或等于所述第二壓力承受等級(jí)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例,所述第一壓力承受等級(jí)大于等于PN63,所述第二壓力承受等級(jí)小于等于PN50且大于等于PN20。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,所述監(jiān)測(cè)裝置包括鄰近所述控制閥的出口設(shè)置在所述第二管線處的第一壓力傳感器,由此可以簡(jiǎn)單地確定緊跟控制閥后的管內(nèi)壓力是否超過(guò)第二管線的最大允許工作壓力。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例,所述監(jiān)測(cè)裝置包括設(shè)置在所述第一管線中的第二壓力傳感器和計(jì)算單元,所述計(jì)算單元配置成基于所述第二壓力傳感器的測(cè)量壓力和經(jīng)控制閥的壓降計(jì)算所述確定的管內(nèi)壓力,由此可省去在控制閥出口單獨(dú)設(shè)置壓力傳感器。根據(jù)進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例,所述監(jiān)測(cè)裝置還包括在所述控制閥上安裝的壓差傳感器,用于檢測(cè)經(jīng)控制閥的壓降或壓力損失,這提供了一種簡(jiǎn)單的經(jīng)控制閥的壓降確定手段。根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施例,所述監(jiān)測(cè)裝置配置成檢測(cè)所述控制閥的開度,所述計(jì)算單元配置成根據(jù)所述控制閥的開度確定經(jīng)所述控制閥的壓降,這提供了一種簡(jiǎn)單且低成本的經(jīng)控制閥的壓降確定手段,且省去了壓差傳感器。優(yōu)選地,為了能準(zhǔn)確確定經(jīng)控制閥的壓降或壓力損失,所述計(jì)算單元配置成基于經(jīng)典流體力學(xué)控制閥壓降計(jì)算公式如下式但不限于下式確定經(jīng)控制閥的壓降或壓力損失:其中,P0=第二壓力傳感器檢測(cè)到的壓力,dp_CV=壓降,Kv_CV=控制閥開度所對(duì)應(yīng)的流量系數(shù),T0=管內(nèi)流體、如燃?xì)獾臏囟戎?,M=管內(nèi)流體、如燃?xì)獾哪栙|(zhì)量,k=管線內(nèi)流體、如燃?xì)獾慕^熱指數(shù),XT=控制閥的差壓比例參數(shù),F(xiàn)p=管線布置影響因子,Z=管線內(nèi)流體、如燃?xì)獾目蓧嚎s因子,其中,T0、M、k、XT、Fp、Z為常數(shù)或能由本領(lǐng)域技術(shù)人員所確定。根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施例,在所述第二管線中還設(shè)置具有壓力傳感器的流量計(jì),所述監(jiān)測(cè)裝置包括計(jì)算單元,該計(jì)算單元配置成基于所述流量計(jì)的壓力傳感器的測(cè)量壓力和在控制閥的出口到所述流量計(jì)之間的第二管線部分的壓降或壓力損失計(jì)算所確定的管內(nèi)壓力,這充分利用了管線系統(tǒng)中通常設(shè)有的常規(guī)裝置、即流量計(jì),由此這可省去在控制閥出口單獨(dú)設(shè)置壓力傳感器。并且,發(fā)明人發(fā)現(xiàn),盡管流量計(jì)距控制閥出口有一段距離,但仍可通過(guò)該流量計(jì)內(nèi)的壓力傳感器和計(jì)算單元有效確定鄰近控制閥出口的在第二管線中的管內(nèi)壓力。優(yōu)選地,所述第二管線部分的壓降為基于第二管線的最大允許壓力所確定的該第二管線部分的壓降,這提供了一種簡(jiǎn)單手段來(lái)確定第二管線部分的壓降。作為替代,為了能夠更準(zhǔn)確地確定第二管線部分的壓降,所述第二管線部分的壓降基于下式計(jì)算出:其中,dp_PIPE=該第二管線部分的壓降,P3=流量計(jì)的壓力傳感器檢測(cè)到的壓力測(cè)量值,kv=管線流量系數(shù),表征通流能力,一般為已知的或能由本領(lǐng)域技術(shù)人員確定,T0=管線內(nèi)流體、如燃?xì)獾臏囟戎?,ρN=標(biāo)準(zhǔn)密度,其中,kv、T0、ρN為常數(shù)或能由本領(lǐng)域技術(shù)人員所確定。根據(jù)本發(fā)明的另一方案,提供一種燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng),包括:根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的燃料供應(yīng)管線系統(tǒng),和燃?xì)廨啓C(jī),具有燃燒室、位于燃燒室內(nèi)的至少一個(gè)燃燒器、用于向燃燒室供應(yīng)壓縮空氣的空氣供應(yīng)機(jī)構(gòu)和與燃燒室相連通的渦輪。根據(jù)本發(fā)明的另一方案,提供一種發(fā)電設(shè)備,包括:根據(jù)本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)和被所述燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)。本發(fā)明的一部分優(yōu)點(diǎn)和特征將能由本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀本發(fā)明后明白,另一部分在下文的具體實(shí)施方式中進(jìn)行說(shuō)明。附圖說(shuō)明以下附圖僅旨在于對(duì)本發(fā)明做示意性說(shuō)明和解釋,并不限定本發(fā)明的范圍。其中,圖1示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)的第一實(shí)施例;圖2示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)的第二實(shí)施例;圖3示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)的第三實(shí)施例;圖4示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)的第四實(shí)施例。在本發(fā)明的附圖中,相同或相似的附圖標(biāo)記將表示相同或相似的特征或元件。附圖標(biāo)記列表10-燃?xì)庠矗?0-燃料供應(yīng)管線系統(tǒng);21-閉鎖閥;22-第一控制閥;24-第二控制閥;26-第一流量計(jì);28-第二流量計(jì);29-供料支管;30-第一管線;31-第二管線;31’-第二管線部分;32-第一壓力傳感器;32’-第一壓力傳感器;34-第二壓力傳感器;36-壓差傳感器;38-控制器;40-燃?xì)廨啓C(jī);42-壓縮機(jī);44-燃燒室;46-燃燒器;48-渦輪;50-發(fā)電機(jī);100-燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng);262-表壓傳感器;264-壓力傳感器;266-溫度傳感器。具體實(shí)施方式現(xiàn)參考下文具體實(shí)施方式和附圖來(lái)描述本發(fā)明的系統(tǒng)和設(shè)備的實(shí)施例。盡管提供附圖是為了呈現(xiàn)本發(fā)明的一些實(shí)施例,但附圖不必按實(shí)施例的具體特征的尺寸繪制,某些特征可被放大、移除或剖切,以便更好地示出本發(fā)明。參考圖1,示出了根據(jù)本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)100的實(shí)施例。該燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)100包括燃料供應(yīng)管線系統(tǒng)20和燃?xì)廨啓C(jī)(GT)40。該燃料供應(yīng)管線系統(tǒng)20與燃?xì)庠?0、如燃?xì)饩W(wǎng)、尤其是天然氣網(wǎng)相連,并且以可控的方式將燃?xì)夤?yīng)至燃?xì)廨啓C(jī)40。該燃?xì)廨啓C(jī)40包括用于供應(yīng)空氣的空氣供應(yīng)機(jī)構(gòu)、燃燒室(CC)44、位于燃燒室44內(nèi)的多個(gè)燃燒器46以及渦輪48或透平葉輪。該空氣供應(yīng)機(jī)構(gòu)優(yōu)選包括壓縮機(jī)42以將壓縮空氣如圖所示沿箭頭A供應(yīng)到燃燒室44。燃燒室44內(nèi)的燃燒器46則與燃料供應(yīng)管線系統(tǒng)20相連,從而借助于燃?xì)庠趬嚎s空氣中燃燒產(chǎn)生熱氣以推動(dòng)渦輪48轉(zhuǎn)動(dòng),且排廢氣如圖示意性所示沿箭頭B排出。在所示的實(shí)施例中,該燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)100作為發(fā)電設(shè)備的一部分,從而燃?xì)廨啓C(jī)40、具體而言是渦輪48驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)50,以產(chǎn)生電力。但人們應(yīng)想到,根據(jù)本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)100可適用于任何合適的應(yīng)用,而不背離本發(fā)明的范圍。人們同樣可以想到,根據(jù)本發(fā)明的燃料供應(yīng)管線系統(tǒng)20可適用于具有其他配置或組成的燃?xì)廨啓C(jī),而不背離本發(fā)明的范圍。繼續(xù)參考圖1,現(xiàn)進(jìn)一步描述根據(jù)本發(fā)明的燃料供應(yīng)管線系統(tǒng)20,包括與燃?xì)庠?0連接的主管線和連接主管線的多個(gè)、如圖所示為兩條并行的副管線,在每個(gè)副管線中設(shè)置有一控制閥,即第一和第二控制閥22、24,用于控制被供應(yīng)至燃燒器46的燃料量。盡管在所示的實(shí)施例中具有兩條并行的副管線以及進(jìn)而兩個(gè)控制閥22、24,但人們可以想到,可以僅具有一個(gè)控制閥(即不具有并行管線)或者具有多于兩個(gè)的控制閥,這都落入本發(fā)明的范圍。為描述發(fā)明思想起見,在本文中將控制閥22、24上游管線稱作第一管線30,而將下游管線稱作第二管線31。由此,在所示實(shí)施例中,控制閥22、24各自上游的第一管線30包括共用的主管線和各自副管線中位于控制閥22、24上游的部分。如圖所示,在控制閥22、24下游,即第二管線31中尤其可不具有進(jìn)一步的流量控制或調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。在所示的實(shí)施例中,在主管線中,即在所有控制閥22、24上游的第一管線中設(shè)置有閉鎖閥21或任何合適的安全閉鎖裝置。一壓縮機(jī)(圖中未示出)還可優(yōu)選地設(shè)置在閉鎖閥21上游或位于燃?xì)庠?0和燃料供應(yīng)管線系統(tǒng)20之間,用于例如在燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)時(shí)提高燃?xì)鈮毫ΑT诘谝缓偷诙刂崎y22、24各自下游的第二管線31中還可優(yōu)選各自設(shè)置第一和第二流量計(jì)26、28。該流量計(jì)26、28可以是任何合適的常規(guī)流量計(jì),且在所示的實(shí)施例中,該流量計(jì)優(yōu)選可包括表壓傳感器262、壓力傳感器264和溫度傳感器266。第二管線31可包括在流量計(jì)26、28下游并行延伸的多條供料支管29,每個(gè)供料支管29可以與一個(gè)燃料器46連接。在所示的實(shí)施例中,每個(gè)第二管線31可包括24條供料支管29,其進(jìn)而可與例如24個(gè)均布在燃燒室44內(nèi)的燃燒器46連接。仍參考圖1,描述根據(jù)本發(fā)明的“差異化”壓力承受等級(jí)管線布置和管內(nèi)壓力監(jiān)控或說(shuō)最大工作壓力(MOP)監(jiān)控的結(jié)合。在所示的實(shí)施例中,第一管線30可包括具有第一壓力承受等級(jí)或第一壓力等級(jí)的管道且優(yōu)選由其構(gòu)成,而第二管線31可包括具有第二壓力承受等級(jí)或第二壓力等級(jí)的管道且優(yōu)選由其構(gòu)成,該第一壓力承受等級(jí)大于第二壓力承受等級(jí)。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中,所述第一壓力承受等級(jí)例如大于PN63,優(yōu)選大于等于PN63且小于等于PN250,更優(yōu)選地大于等于PN63且小于等于PN150。所述第二壓力承受等級(jí)例如小于等于PN50,優(yōu)選小于等于PN50且大于等于PN20,優(yōu)選小于等于PN40且大于等于PN20。該燃料供應(yīng)管線系統(tǒng)20還可包括緊跟在各控制閥22、24下游的至少一個(gè)第一壓力傳感器32、32’、例如在一個(gè)實(shí)施例中為三個(gè)第一壓力傳感器作為監(jiān)測(cè)裝置。該該燃料供應(yīng)管線系統(tǒng)20還包括控制器38。該第一壓力傳感器32、32’配置成檢測(cè)控制閥22、24的出口處的第二管線31中的管內(nèi)壓力。該第一壓力傳感器優(yōu)選是絕對(duì)壓力傳感器。該控制器38可配置成可獲得第一壓力傳感器32、32’(圖中僅顯示獲得第一壓力傳感器32)所測(cè)量的壓力。例如在無(wú)意打開控制閥22和/或24使得任一控制閥下游的第二管線中測(cè)定的管內(nèi)壓力大于預(yù)定管內(nèi)壓力時(shí),該控制器38可使相應(yīng)的控制閥的有效流通面積減小或關(guān)閉、或優(yōu)選使得并聯(lián)的一些且優(yōu)選全部控制閥關(guān)閉和/或使閉鎖閥關(guān)閉,更優(yōu)選地使得該燃料供應(yīng)管線系統(tǒng)20并進(jìn)而整個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)100停機(jī),此時(shí)所有控制閥22、24以及閉鎖閥21關(guān)閉。在所示的實(shí)施例中,該預(yù)定管內(nèi)壓力是基于第二壓力等級(jí)確定的,且小于等于該第二壓力等級(jí)。優(yōu)選地,該預(yù)定管內(nèi)壓力為第二壓力等級(jí)減去一固定的或可變的安全裕量。通過(guò)本發(fā)明的“差異化”壓力承受等級(jí)管線布置和管內(nèi)壓力監(jiān)控的結(jié)合,可以通過(guò)選擇相對(duì)高壓力等級(jí)的、位于控制閥上游的第一管線,本發(fā)明的管線系統(tǒng)20可以適合多種多樣壓力水平的燃?xì)庠?,尤其是燃?xì)饩W(wǎng),其中不同的燃?xì)饩W(wǎng)的壓力水平如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知地通常是不受用戶控制,且取決于燃?xì)夤?yīng)商以及市政燃?xì)饩W(wǎng)絡(luò)配置而各不相同;同時(shí),可以基于具體的燃?xì)廨啓C(jī)功率,選擇較低壓力等級(jí)的、位于控制閥下游的第二管線;此外,還借助于緊鄰控制閥的管內(nèi)壓力監(jiān)控手段,基于第二管線的較低壓力等級(jí)來(lái)確定第二管線的安全運(yùn)行壓力。由此,控制閥前和后的管線部分可以基于各自的核心影響因素來(lái)“差異化”地獨(dú)立構(gòu)造,從而可以通過(guò)長(zhǎng)度相對(duì)更長(zhǎng)的低壓力等級(jí)的第二管線獲得更佳的成本效益,而同時(shí)通過(guò)壓力監(jiān)控手段始終保證整個(gè)燃料供應(yīng)管線系統(tǒng)的安全運(yùn)行。相比于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明的系統(tǒng)更節(jié)省成本、更具靈活性、更能適應(yīng)具有不同壓力等級(jí)的多種燃?xì)饩W(wǎng)、且仍能安全運(yùn)行。作為圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的監(jiān)測(cè)裝置的補(bǔ)充或替代,在圖2-4中示出了根據(jù)本發(fā)明的其他管內(nèi)壓力監(jiān)控手段的實(shí)施例。圖2所示的實(shí)施例基本類似于圖1所示的實(shí)施例,除了圖2所示的實(shí)施例未在控制閥22、24出口處設(shè)置第一壓力傳感器32、32’。相比之下,該實(shí)施例的監(jiān)測(cè)裝置包括位于第一管線30、具體地位于閉鎖閥21上游中的至少一個(gè)第二壓力傳感器34、例如三個(gè)第二壓力傳感器以及安裝在控制閥22、24上的壓差傳感器36。人們將明白,該第二壓力傳感器34可以是為進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的管內(nèi)壓力監(jiān)控而特設(shè)的壓力傳感器,也可以為在主管線中常規(guī)設(shè)置的壓力傳感器,后者降低了管線系統(tǒng)的成本。同樣,壓差傳感器36可以為控制閥22、24自帶的壓差傳感器。在該實(shí)施例中,緊跟控制閥22、24下游的第二管線的管內(nèi)壓力可以通過(guò)例如獨(dú)立的或如圖所示集成在該控制器38內(nèi)的一計(jì)算單元由下式計(jì)算出:P=P0-dp_CV;其中,P=確定的管內(nèi)壓力,P0=第二壓力傳感器檢測(cè)到的壓力測(cè)量值,dp_CV=壓差傳感器檢測(cè)到的壓降或壓力損失。在一個(gè)實(shí)施例中,還可考慮經(jīng)閉鎖閥21的壓降。但在優(yōu)選的實(shí)施例中,不考慮經(jīng)該閉鎖閥的壓降,以提供進(jìn)一步的安全裕量。如圖3所示的再一實(shí)施例中,監(jiān)測(cè)裝置可以不設(shè)置經(jīng)控制閥22、24的壓差傳感器,該控制器38可以檢測(cè)各控制閥22、24的開度(圖中僅示出檢測(cè)控制閥22),并基于控制閥22、24的開度確定經(jīng)控制閥22、24的壓降或壓力損失。更優(yōu)選地,經(jīng)控制閥22、24的壓降或壓力損失可通過(guò)計(jì)算單元經(jīng)下式計(jì)算出:其中,P0=第二壓力傳感器檢測(cè)到的壓力,dp_CV=壓降,Kv_CV=控制閥開度所對(duì)應(yīng)的流量系數(shù),T0=管內(nèi)流體、如燃?xì)獾臏囟戎?,M=管內(nèi)流體、如燃?xì)獾哪栙|(zhì)量,k=管內(nèi)流體、如燃?xì)獾慕^熱指數(shù),XT=控制閥的差壓比例參數(shù),Fp=管線布置影響因子,Z=管內(nèi)流體、如燃?xì)獾目蓧嚎s因子,其中,T0、M、k、XT、Fp、Z為常數(shù)或能由本領(lǐng)域技術(shù)人員所確定。在如圖4所示的又一實(shí)施例中,利用已有的流量計(jì)26、28的壓力傳感器264計(jì)算緊跟在控制閥22、24下游的第二管線的管內(nèi)壓力。計(jì)算單元可配置成基于所述流量計(jì)26,28的壓力傳感器264的測(cè)量壓力和在控制閥22,24的出口和所述流量計(jì)26,28之間的第二管線部分31’的壓降確定該管內(nèi)壓力。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn),盡管流量計(jì)26、28距離控制閥22、24具有一段距離,但是壓力波的速度快到足以能及時(shí)從流量計(jì)26、28的壓力傳感器獲得管內(nèi)壓力信號(hào)來(lái)關(guān)閉控制閥和閉鎖閥或使管線系統(tǒng)停機(jī)。優(yōu)選地,緊跟在控制閥22、24下游的第二管線的管內(nèi)壓力基于下式確定:P=P3-dp_PIPE-max;其中,P=確定的管內(nèi)壓力,P3=流量計(jì)的壓力傳感器檢測(cè)到的壓力測(cè)量值,dp_PIPE-max=基于第二管線的最大允許壓力確定的該第二管線部分的壓降或壓力損失。由此,在該管內(nèi)壓力監(jiān)控中,該第二管線部分31’的壓降或壓力損失設(shè)定為固定值,即上述的最大壓力損失。但作為替代實(shí)施例,可以基于第二管線部分的動(dòng)態(tài)壓降或壓力損失在確定所述管內(nèi)壓力。例如,緊跟在控制閥22、24下游的第二管線的管內(nèi)壓力基于下式確定:P=P3-dp_PIPE;其中,P=確定的管內(nèi)壓力,P3=流量計(jì)的壓力傳感器檢測(cè)到的壓力測(cè)量值,dp_PIPE=該第二管線部分的動(dòng)態(tài)壓降或壓力損失。該第二管線部分的動(dòng)態(tài)壓降或壓力損失基于下式確定:其中,dp_PIPE=該第二管線部分的動(dòng)態(tài)壓降或壓力損失,P3=流量計(jì)的壓力傳感器檢測(cè)到的壓力測(cè)量值,kv=管線流量系數(shù),表征通流能力,一般為已知的或能由本領(lǐng)域技術(shù)人員簡(jiǎn)單確定,T0=管線內(nèi)流體溫度值,ρN=標(biāo)準(zhǔn)密度,其中,kv、T0、ρN為常數(shù)或能由本領(lǐng)域技術(shù)人員所確定。盡管圖2-4中未示意性地表示控制器38操縱控制閥22、24和閉鎖閥21關(guān)閉,但人們將明白該控制器38如圖1所示的實(shí)施例那樣操縱這些控制閥22、24和閉鎖閥21關(guān)閉。此外,盡管在圖2-4中所示的實(shí)施例,計(jì)算單元集成在控制器38內(nèi),但本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白,可以提供獨(dú)立的計(jì)算單元。以上描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解,雖然本說(shuō)明書是按照各個(gè)實(shí)施例描述的,但并非每個(gè)實(shí)施例僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案,說(shuō)明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書作為一個(gè)整體,各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合,形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。尤其是,例如上述各實(shí)施例可以組合,從而可以得到多個(gè)測(cè)定的管內(nèi)壓力或最大工作壓力,且可在任一測(cè)定的管內(nèi)壓力大于預(yù)定管內(nèi)壓力使關(guān)閉控制閥和/或閉鎖閥和/或使得管線系統(tǒng)停機(jī)。以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實(shí)施方式,并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作的等同變化,修改與結(jié)合,均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
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