一种获取燃气调压器后端管道微小流量的装置及方法
技术领域
本发明涉及燃气管道微小流量检测的技术领域，尤其是涉及一种获取燃气调压器后端管道微小流量的装置及方法。
背景技术
随着燃气的普及发展，地下燃气管网越来越多。为了燃气输配的需要，大多数燃气管道上都会安装有阀门、压力计、燃气调压器、燃气流量计等部件，其中，阀门的作用是用于启闭燃气管路的上下游连通，压力计用于测量燃气管路压力，燃气调压器也叫燃气调压阀或减压阀，是通过自动改变经调压阀的燃气流量，使出口燃气保持规定压力的设备。燃气流量计是用来测量燃气管路内流量的，另外燃气管道的下游会连接多个用气设备，用气设备一般是燃气灶、热水器、商用燃具等。
现有技术中，如图1所示的一种燃气管路，燃气管路上由上游至下游依次设置有阀门V1、压力计P1、主调压器R1、压力计P2、主路流量计M1、阀门V2。阀门V1和阀门V2分别用于启闭燃气管路上游和下游的管道，压力计P1用于测量主调压器R1前端的压力，压力计P2用于测量主调压器R1后端的压力，主调压器R1为燃气调压器，主要用来调节经过主调压器R1的燃气压力，使其保持规定的压力。主调压器R1的进口压力为50～400KPa，设定压力为2.3Kpa，关闭压力为2.7Kpa，燃气管路的下游连接多个用户的用气设备，主路流量计M1为燃气流量计，用于测量燃气管路内的流量，主流量计M1的最大量程为200000L/h，最小量程为1000L/h。
上述中的现有技术方案存在的缺陷是：一般调压器R1的后端管路会连接多个用户的用气设备，因为用户较多，用气需求量比较大，因此，燃气管道也会选择流量比较大的管道，相对应的配备在燃气管道上的主流量计，也要选择量程比较大的型号，然而由于这种主流量计的量程比较大的原因，若调压器R1的后端发生微小流量泄漏时，主流量计M1是检测不到的，微小流量是指范围在0～1000L/H内的流量，因此无法得知调压器R1后端管路是否有微小流量泄漏。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的之一是提供一种获取燃气调压器后端管道微小流量的装置，有利于获取调压器R1后端管道的微小流量，为调压器R1后端管道泄漏情况提供依据，降低管道泄漏风险，提高管道泄漏检测效益。
本发明的上述第一发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种获取燃气调压器后端管道微小流量的装置，该装置作为旁通，并联于主路上，所述主路包括调压器R1，所述装置包括
旁路管道，并联于主路上；
阀门组件，所述阀门组件位于旁路管道的两端端部处且用于控制旁路管道的启闭；
调压器R2，设置于旁路管道上，且与主路并联；
调压器R3，设置于旁路管道上，且与调压器R2串联；
调压器R4，设置于旁路管道上，且与调压器R2串联、调压器R3并联；
微小流量测量装置，用于检测微小流量的泄漏，且与调压器R4串联；
所述调压器R1的关闭压力＜调压器R2的关闭压力，调压器R3的关闭压力＜调压器R4的关闭压力；
在调压器R1后端用气设备停止使用燃气的工况下，微小流量测量装置测量记录调压器R1后端管道的微小流量。
通过采用上述技术方案，在调压器R1后端用气设备用气时，调压器R1、调压器R2、调压器R3、调压器R4处于开启的状态。调压器R1后端用气设备停止用气的工况下，由于用气设备停止用气，调压器R1后端的管路压力上升，调压器R1的关闭压力小于调压器R2的关闭压力，在压力达到调压器R1的关闭压力时，调压器R1关闭，流量计M1停止工作。在调压器R1关闭后，旁路管道继续工作，随着调压器R2后端压力的逐渐升高，调压器R2后端管道流通量变小，导致调压器R2前端的压力逐渐增大，上升至调压器R3的关闭压力，因为调压器R3的关闭压力小于调压器R4的关闭压力，调压器R3先关闭。调压器R1、调压器R3关闭后，仅剩调压器R2和调压器R4工作，微小流量测量装置记录调压器R2和调压器R1后端的微小流量。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述微小流量测量装置包括与调压器R4串联的微小流量计M2。
通过采用上述技术方案，微小流量计M2可以测量低于流量计M1最小流程的微小流量，根据微小流量计M2的测量，可以获得微小流量的数据，为管道巡检人员判断调压器R1后端管道是否有微小流量泄漏提供可靠的依据。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述旁路管道上设置有阀门V5、阀门V6，所述阀门V5位于调压器R3的后端，所述阀门V6位于调压器R4的后端，且所述阀门V5与阀门V6并联。
通过采用上述技术方案，阀门V5控制调压器R3所对应的管路启闭，阀门V6控制调压器R4所对应的管路启闭，对管路实现独立控制与管控。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述阀门组件包括阀门V3、阀门V4，所述阀门V3位于旁路管道的上游端部处，所述阀门V4位于旁路管道的下游端部处。
通过采用上述技术方案，阀门V3和阀门V4控制旁路管道的两端与主路之间的连通或断开，可控制性的对旁路管道进行使用。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述装置包括压力计P3、压力计P4、压力计P5，所述压力计P3位于调压器R3与阀门V5之间，且与调压器R3、阀门V5串联，所述压力计P4位于调压器R4与阀门V6之间，且与调压器R4、阀门V6串联，所述压力计P5位于调压器R2和阀门V4之间，且与调压器R2、阀门V4串联。
通过采用上述技术方案，压力计P3测量调压器R3所在管路的压力数据，压力计P4测量调压器R4所在管路的压力数据，压力计P5测量调压器R5所在管路的压力数据，压力计有利于巡检人员在获取压力数据后，对管道的密封性和压力异常的地方及时进行排查，提高巡检效率。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述装置还包括流量调节阀组，所述流量调节阀组包括流量调节阀QV1、流量调节阀QV2，所述流量调节阀QV1设置于调压器R3后端的管道上，所述流量调节阀QV2设置于调压器R4与微小流量测量装置之间的管道上，且所述流量调节阀QV2与所述流量调节阀QV1并联,所述流量调节阀QV2与调压器R4、微小流量测量装置串联。
通过采用上述技术方案，流量调节阀组用于调节管道内的流量，对流量实行可控性，合理进行流量管控。
本发明的第二目的之一是提供一种获取燃气调压器后端管道微小流量的方法，有利于获取调压器R1后端管道泄漏的微小流量，为调压器R1后端管道泄漏情况提供依据，降低管道泄漏风险。
本发明的上述第二发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种获取燃气调压器后端管道微小流量的方法，采用上述任一所述的一种获取燃气调压器后端管道微小流量的装置，在调压器R1后端用气设备停止使用燃气的工况下，微小流量测量装置测量记录调压器R1后端管道的微小流量数据。
通过采用上述技术方案，该方法有利于获取调压器R1后端管道泄漏的微小流量，为调压器R1后端管道泄漏情况提供依据，降低管道泄漏风险。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.降低管道泄漏风险，降低管道有扩大泄漏的风险，为巡检人员检查管道提供参考依据；
2.增加调压器R3来缩短调压器R2后端管路填充所需要花费的时间，这样大大缩短了调压器R2达到关闭压力所耗费的时间。
附图说明
图1是现有技术的管路示意图；
图2是本发明的管路示意图，用于展示管道A和管道B的构成；
图3是本发明在调压器R1后端用气设备正常使用燃气的工况下，流量计M1测量主路流量得到的流量图，用于展示主路的流量变化；
图4是本发明在调压器R1后端用气设备正常使用燃气的工况下，流量计M2测量旁路管道流量得到的流量图一，用于展示旁路管道的流量变化；
图5是本发明在调压器R1后端用气设备正常使用燃气的工况下，流量计M2测量旁路管道流量得到的流量图二，用于展示旁路管道的流量变化；
图6是本发明在调压器R1后端用气设备停止使用燃气以及调压器R1后端发生微小流量泄漏的工况下，流量计M2测量旁路管道流量得到的流量图，用于展示调压器R1后端管路发生微小流量泄漏状态下流量变化。
图中，1、主路；21、旁路管道；23、第一管路；24、第二管路。
具体实施方式
一、名词解释：
设定压力：调压器后端的用气设备正常使用燃气时，通过调压器将调压器前端的管道压力减低、调整为调压器后端用气设备正常使用时的压力。
关闭压力：调压器后端的用气设备停止使用时，调压器后端的压力。
管道A：调压器R1后端的管道和调压器R2后端的管道。
管道B：调压器R2、调压器R3和调压器R4之间的管道。
二、实施例：
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图2，为本发明公开的一种获取燃气调压器后端管道微小流量的装置，包括主路1，主路1的下游连接多个用户的用气设备，用气设备包括燃气灶、燃气热水器、商用燃气具等，主路1由上游至下游依次设置有阀门V1、调压器R1、流量计M1和阀门V2。
参照图2，阀门V1采用球阀，安装于主路1的上游，用于打开或关闭主路1的上游管道，阀门V2采用球阀，安装于主路1的下游，用于打开或关闭主路1的下游管道。
参照图2，调压器R1为燃气调压器，安装于主路1上，用于调节主路1经过调压器R1的燃气压力，使其保持规定的压力后进入调压器R1的后端，进入到调压器R1后端的压力为2.3Kpa。流量计M1安装于主路1的下游管路处，用于测量主路1的燃气流量。
参照图2，主路1并联旁路管道21，旁路管道21上设置有阀门组件、调压器R2、调压器R4、调压器R3、阀门V5、阀门V6和微小流量测量装置。
参照图2，旁路管道21并联于主路1的两端，通过管路将旁路管道21与主路1连通。阀门组件包括阀门V3和阀门V4，阀门V3安装于旁路管道21上游靠近阀门V1的位置处，用于控制旁路管道21靠近阀门V1的一端与主路1之间的连通或关闭。阀门V4安装于旁路管道21下游靠近阀门V2的位置处，用于控制旁路管道21靠近阀门V2的一端与主路1之间的连通或关闭。
参照图2，调压器R2为安装于旁路管道21上的燃气调压器，且调压器R2与主路1并联，旁路管道21在阀门V3和调压器R2之间设置有相并联的第一管路23和第二管路24，调压器R3和阀门V5安装于第一管路23上，调压器R3与阀门V5、调压器R2相串联；调压器R3为燃气调压器，其进口压力为50～400KPa，设定压力为7Kpa，关闭压力为9Kpa，最大流通能力为10000L/h；阀门V5采用球阀，位于调压器R3与调压器R2之间，阀门V5用于控制第一管路23的连通或关闭。
参照图2，调压器R4和阀门V6安装于第二管路24上，调压器R4与阀门V6、调压器R2相串联，调压器R3与调压器R4并联。调压器R3为燃气调压器，其进口压力为50～400KPa，设定压力为8 Kpa，关闭压力为9～10Kpa，最大流通能力为1000L/h；阀门V6采用球阀，用于控制第二管路24的连通或者关闭，调压器R4位于阀门V6的上游，调压器R2位于阀门V6的下游。
参照图2，微小流量测量装置包括用于检测微小流量的微小流量计M2，微小流量计M2安装于第二管路24上，且位于调压器R4和阀门V6之间，微小流量计M2与调压器R4串联。
参照图2，主路1在调压器R1的前端管路上安装有压力表P1，用于测量获取调压器R1前端的管道压力，主路1在调压器R1的后端管理上安装有压力表P2，用于测量调压器R1后端的管道压力，压力表P2位于调压器R1和流量计M1之间的管道上。
参照图2，第一管路23上设置有压力表P3，且位于调压器R3与阀门V5之间，且压力表P3与调压器R3、调压器R2相串联，压力表P3用于测量第一管路23上调压器R3后端的管道压力。
参照图2，第二管路24上设置有压力表P4，压力表P4位于微小流量计M2和阀门V6之间的管道上，且与微小流量计M2、阀门V6串联设置，压力表P4用于测量第二管路24上调压器R4后端的管道压力。
参照图2，旁路管道21在调压器R2的后端管路上设置有压力表P5,压力表P5与调压器R2、阀门V4相串联，压力表P5用于测量调压器R2后端的管道压力。
参照图2，旁路管道21上安装有用于调节管道流量的流量调节阀组，在本实施例中，流量调节阀组包括流量调节阀QV1、流量调节阀QV2，流量调节阀QV1安装于第一管路23上，位于调压器R3的后端，且与调压器R3、压力表P3串联设置，流量调节阀QV1用于调节第一管路23内的流量；流量调节阀QV2安装于第二管路24上，位于调压器R4的后端，且与调压器R4、微小流量计M2相串联，流量调节阀QV2用于调节第二管路24内的流量。
在本实施例中，流量计M1、微小流量计M2的量程规格，见如下表1。
表1：流量计M1、微小流量计M2的量程规格
从图中数据可以得出，流量计M1与与微小流量计M2的最小流程比例为100:1，微小流量计M2的量程范围为10～1000L/h，微小流量计M2可以测得流量计M1测不到的微小流量。
在本实施例中，调压器R1、调压器R2、调压器R3、调压器R4的规格参数，见如下表2。
表2：调压器R1、调压器R2、调压器R3、调压器R4的规格参数
从图中数据可以得出三点：
①、调压器R1的关闭压力＜调压器R2的关闭压力，调压器R3的关闭压力＜调压器R4的关闭压力；②、调压器R4与调压器R3的最大流通能力的比例为1:10；③、调压器R1的设定压力＜调压器R2的设定压力，调压器R3的设定压力＜调压器R4的设定压力。
本实施例的工况如下：
①、在后端用气设备正常使用的工况下，主路1与旁路管道21同时为调压器R1和调压器R2的后端用气设备供气，调压器R1、调压器R2、调压器R3、调压器R4同时工作，流量计M2达到最大流量值。
流量计M1记录的流量与时间的关系如图3所示。
流量计M2记录的流量与时间的关系如图4或图5所示。
②、在调压器R1后端用气设备停止用气的工况下，假设调压器R1后端未发生微小流量泄漏，意味着燃气管主路和旁路管道21无流量流动，调压器R1、R2、R3、R4停止工作，微小流量计M2的计量为0，因此，在该工况下，观察微小流量计M2的计量值为0时，则说明调压器R1后端的管路未发生微小流量泄漏。
③、在调压器R1后端用气设备停止用气的工况下，假设调压器R1后端发生微小流量泄漏，本装置的工作过程分析如下：
由于从用气到停止用气后，调压器R1后端的管路压力上升，在压力达到2.7Kpa时，该压力达到了调压器R1的关闭压力，调压器R1关闭，流量计M1停止工作。
由于在调压器R2关闭压力大于调压器R1的关闭压力，在调压器R1关闭后，旁路管道21继续工作，调压器R2的后端管道压力由2.7Kpa继续向上升，直至调压器R2前端压力达到调压器R3的关闭压力，调压器R3关闭。因为调压器R3关闭压力小于调压器R4关闭压力，调压器R3先关闭，此时，仅剩调压器R2和调压器R4工作，微小流量计M2工作，记录调压器R2和调压器R1后端的微小流量，记录的调压器R1后端微小流量与时间的关系如图5所示。
结合图6得出，微小流量计M2连续多天出现最小值，结合巡检人员观察管道是否是常态，可以认为管道情况属于正常，但是，若图6中微小流量计M2一直没有达到最小值，说明调压器R1后端微小流量不正常，存在管道异常风险，需要加大管道检查。
二：对比例
调压器R4的最大流通能力为1000L/h。
调压器R3的最大流通能力为10000L/h。
假设调压器R2后端管道A的容积为200L。
充满管道A需要的时间：
①、没有设置第一管路、调压器R3和阀门V5时，所需时间为200L÷1000L/H,为12分钟。
②、有设置第一管路、调压器R3和阀门V5时，所需时间为200L÷10000L/H,约为1分钟。
调压器R3的作用为：当调压器R1关闭时，大大缩短后端管道提升至调压器R2关闭压力的所需时间。这样，可以大大提高M2获取到最小值的机会。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
