CN114752421A - 天然气管道过滤***及方法 - Google Patents

Abstract

本申请是关于一种天然气管道过滤***及方法，属于天然气管道运输技术领域。所述天然气管道过滤***包括进气管道、流量计、控制器、多个电动阀、至少两个旋风分离器、出气管道、排污管道和连接管件，其中：进气管道包括进气主管道与多个进气分支管道，流量计设置在进气主管道上，每个连通进气口和进气分支管道的第一连接管件上均设置有一个电动阀；控制器，用于获取流量计检测的第一流量，基于第一流量和处于开启状态的电动阀的数目，确定对多个电动阀的控制方式，基于控制方式对多个电动阀进行控制。采用本申请，通过控制器控制多个电动阀的开关状态，来调节每个进气分支管道中的天然气流量，提高了旋风分离器对天然气的过滤效果。

Description

天然气管道过滤***及方法

技术领域

本申请涉及天然气管道运输技术领域，具体涉及一种天然气管道过滤***及方法。

背景技术

在天然气的输送过程中，需要对天然气进行一系列的处理使天然气可以供给使用，在处理过程中，对天然气进行过滤是必不可少的一个环节。

一般天然气管道的过滤装置采用的是旋风分离器，旋风分离器可以将天然气中存在的液体和固体均与气体进行有效的分离，然后将气体输出供人们使用。传统的天然气管道的过滤方式是在天然气管道上设置一个旋风分离器，管道中的天然气都要通过旋风分离器进行过滤后再输出。

由于不同的时间，人们对天然气的需求量也不同，所以天然气管道中的流量也是时刻会发生变化的，若天然气管道中的流量突然增多或者突然减少，超过或者低于旋风分离器的额定处理量范围，则会大大降低对天然气的过滤效果。

发明内容

本申请实施例提供了一种天然气管道过滤***及方法，可以解决相关技术中存在的技术问题，所述天然气管道过滤***及方法的技术方案如下：

一方面，本申请实施例提供了一种天然气管道过滤***，所述天然气管道过滤***包括进气管道1、流量计2、控制器3、多个电动阀4、至少两个旋风分离器5、出气管道6、排污管道7和连接管件8，其中：

进气管道1包括进气主管道11与多个进气分支管道12，流量计2设置在进气主管道11上；

旋风分离器5包括进气口51、出气口52和排污口53，连接管件8包括第一连接管件81、第二连接管件82和第三连接管件83，进气口51通过第一连接管件81与进气分支管道12相连通，出气口52通过第二连接管件82与出气管道6相连通，排污口53通过第三连接管件83与排污管道7相连通，每个连通进气口51和进气分支管道12的第一连接管件81上均设置有一个电动阀4；

控制器3与流量计2电性连接，控制器3与多个电动阀4分别电性连接；

控制器3，用于获取流量计2检测的第一流量，基于所述第一流量和处于开启状态的电动阀4的数目，确定对多个电动阀4的控制方式，基于所述控制方式对多个电动阀4进行控制。

在一种可能的实现方式中，每个第二连接管件82上设置有第一手动阀821，每个第三连接管件83上设置有第二手动阀831。

在一种可能的实现方式中，控制器3，用于：

确定所述第一流量与处于开启状态的电动阀4的数目的商，得到单个旋风分离器5的第一分支流量，确定所述单个旋风分离器5的第一分支流量与旋风分离器5的额定流量的第一比值；

如果所述第一比值小于第一比值阈值，则确定待关闭的第一电动阀4，控制所述第一电动阀4关闭；

如果所述第一比值大于第二比值阈值，则确定待开启的第二电动阀4，控制所述第二电动阀4开启；

如果所述第一比值大于或等于所述第一比值阈值、并且小于或等于所述第二比值阈值，则保持各电动阀4当前的开关状态。

在一种可能的实现方式中，控制器3，用于：

如果所述第一比值小于第一比值阈值，则确定当前处于开启状态的每个电动阀4的历史总开启时长，在当前处于开启状态的每个电动阀4中，确定历史总开启时长最长的第一电动阀4，控制所述第一电动阀4关闭；

如果所述第一比值大于第二比值阈值，则确定当前处于关闭状态的每个电动阀4的历史总开启时长，在当前处于关闭状态的每个电动阀4中，确定历史总开启时长最短的第二电动阀4，控制所述第二电动阀4开启。

在一种可能的实现方式中，控制器3，用于：

确定当前处于关闭状态且对应的旋风分离器5未被标记不可用的每个电动阀4的历史总开启时长；

在当前处于关闭状态且对应的旋风分离器5未被标记不可用的每个电动阀4中，确定历史总开启时长最短的第二电动阀4。

在一种可能的实现方式中，控制器3，用于：

如果所述第一比值小于所述第一比值阈值，则等待第一预设时长，获取流量计2检测的第二流量，确定所述第二流量与所述处于开启状态的电动阀4的数目的商，得到单个旋风分离器5的第二分支流量，确定所述单个旋风分离器5的第二分支流量与旋风分离器5的额定流量的第二比值，若所述第二比值小于所述第一比值阈值，则确定待关闭的第一电动阀4，控制所述第一电动阀4关闭；

如果所述第一比值大于所述第二比值阈值，则等待所述第一预设时长，获取流量计2检测的第二流量，确定所述第二流量与所述处于开启状态的电动阀4的数目的商，得到单个旋风分离器5的第二分支流量，确定所述单个旋风分离器5的第二分支流量与旋风分离器5的额定流量的第二比值，若所述第二比值大于第二比值阈值，则确定待开启的第二电动阀4，控制所述第二电动阀4开启。

在一种可能的实现方式中，控制器3，用于：

在控制所述第一电动阀4关闭之后达到第二预设时长时，确定第一电动阀4是否成功关闭，若未成功关闭，则显示失败报警信息；

在控制所述第二电动阀4开启之后达到第二预设时长时，确定第二电动阀4的是否成功开启，若未成功开启，则显示失败报警信息。

在一种可能的实现方式中，处于开启状态的电动阀4的数量为n，所述第一比值阈值为(n-1)/n，所述第二比值阈值为1。

在一种可能的实现方式中，控制器3，还用于当接收到紧急停站指令或者全越站指令时，将所有电动阀4关闭。

另一方面，本申请实施例提供了一种天然气管道过滤方法，所述天然气管道过滤方法应用于天然气管道过滤***，所述天然气管道过滤***包括进气管道1、流量计2、控制器3、多个电动阀4、至少两个旋风分离器5、出气管道6、排污管道7和连接管件8，其中：进气管道1包括进气主管道11与多个进气分支管道12，流量计2设置在进气主管道11上；旋风分离器5包括进气口51、出气口52和排污口53，连接管件8包括第一连接管件81、第二连接管件82和第三连接管件83，进气口51通过第一连接管件81与进气分支管道12相连通，出气口52通过第二连接管件82与出气管道6相连通，排污口53通过第三连接管件83与排污管道7相连通，每个连通进气口51和进气分支管道12的第一连接管件81上均设置有一个电动阀4；控制器3与流量计2电性连接，控制器3与多个电动阀4分别电性连接；

所述方法包括：

获取流量计2检测的第一流量；

基于所述第一流量和处于开启状态的电动阀4的数目，确定对多个电动阀4的控制方式；

基于所述控制方式对多个电动阀4进行控制。

本申请的实施例提供的技术方案至少包括以下有益效果：

本申请实施例提供了一种天然气管道过滤***及方法，流量计检测进气主管道中的第一流量，每个进气分支管道将一个旋风分离器与进气主管道连通，并且每个进气分支管道上均设置一个电动阀，控制器基于流量计检测的第一流量和处于开启状态的电动阀的数目，控制多个电动阀的开关状态，来调节每个进气分支管道中的天然气流量，可以防止通过旋风分离器的流量过高或过低，从而提高了旋风分离器对天然气的过滤效果。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例示出的一种天然气管道过滤***的结构示意图；

图2是本申请实施例示出的一种天然气管道过滤方法的流程图。

图例说明

1、进气管道；2、流量计；3、控制器；4、电动阀；5、旋风分离器；

6、出气管道；7、排污管道；8、连接管件；

11、进气主管道；12、进气分支管道；

51、进气口；52、出气口；53、排污口；

81、第一连接管件；82、第二连接管件；83、第三连接管件；

821、第一手动阀；831、第二手动阀。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

本申请实施例提供了一种天然气管道过滤***，如图1所示，所述天然气管道过滤***包括进气管道1、流量计2、控制器3、多个电动阀4、至少两个旋风分离器5、出气管道6、排污管道7和连接管件8。

其中，进气管道1包括进气主管道11与多个进气分支管道12，流量计2设置在进气主管道11上。

进气管道1用于天然气的流入，可向旋风分离器5传输天然气从而进行过滤，进气管道1包括进气主管道11和多个进气分支管道12，进气主管道11与上游管道相连通，进气主管道11与上游管道的可承受压力等级相同，天然气从上游管道流入进气主管道11，然后由进气主管道11分别向着多个进气分支管道12传输，每个连通进气主管道11与出气管道6的进气分支管道12中的天然气的流量相同，然后天然气经由进气分支管道12流向旋风分离器5进行过滤，过滤后的天然气流向出气管道6，出气管道6与下游管道相连通，出气管道6与下游管道的可承受压力等级相同，将天然气由下游管道传输到需要的地方。

进气主管道11上设置有流量计2，流量计2可以实时的监测进气主管道11中的天然气的流量。

旋风分离器5包括进气口51、出气口52和排污口53，连接管件8包括第一连接管件81、第二连接管件82和第三连接管件83，进气口51通过第一连接管件81与进气分支管道12相连通，出气口52通过第二连接管件82与出气管道6相连通，排污口53通过第三连接管件83与排污管道7相连通，每个连通进气口51和进气分支管道12的第一连接管件81上均设置有一个电动阀4。

本实施例中天然气管道的一种过滤装置使用的是旋风分离器5，旋风分离器5的过滤部分为一圆锥形筒，上端直径大于下端直径，圆锥形筒内的流通通道为螺旋式向下的通道，进气口51为螺旋式通道的上方通道口，排污口为螺旋式通道的下方通道口，旋风分离器5的上端设置有与螺旋式通道连通的出气口52，天然气的气流从旋风分离器5的进气口51流入旋风分离器5的螺旋式通道，由于天然气流动造成的气流，会带动天然气、固体和液体一起在螺旋式通道中旋转向下运动，由于固体和液体的惯性离心力大于气体，所以会将固定和液体等杂质甩向旋风分离器5的内壁上，并在重力作用下，延筒壁下落到螺旋式通道的下端，后续可以通过螺旋式通道下端的排污口53排出，从而将固体和液体等杂质与气体分开，气体的天然气通过与螺旋式通道连通的出气口52输出，从而完成对天然气的过滤，将天然气中的固体和液体等杂质过滤掉。

旋风分离器5的进气口51通过第一连接管件81与进气分支管道12相连通，每个进气分支管道12都连通一个旋风分离器5，使得天然气可以通过第一连接管件81由进气分支管道12流向旋风分离器5。旋风分离器5的出气口52通过第二连接管道82与出气管道6相连通，使得经过旋风分离器5过滤的天然气通过第二连接管件82由旋风分离器5流向出气管道6，然后可以经由出气管道6流向下游管道中，将天然气输送到需要的地方。旋风分离器5的排污口53通过第三连接管件83与排污管道7相连通，使得经过旋风分离器5过滤后的固体和液体等杂质可以通过第三连接管道83由旋风分离器5排到排污管道7中，经由排污管道7再流向排污处理装置中。

每个旋风分离器5，都具有其额定流量。旋风分离器5的额定流量，指的是在旋风分离器5中的流量为额定流量时，旋风分离器5的过滤效果最好。当旋风分离器5中的流量过大时，螺旋式通道中的气流速度过大，容易产生涡流和返混现象，会降低旋风分离器5的过滤效果，当旋风分离器5中的流量过小时，螺旋式通道中的气流速度过小，分离的效率不高，同样降低了旋风分离器5的过滤效果，因此，旋风分离器5中的流量要控制在一定范围内。本实施例中的每个旋风分离器5各个参数相同，其额定流量也相同，这样设置可以使本实施例操作起来更简单方便。

每个第二连接管件82上设置有第一手动阀821，每个第三连接管件83上设置有第二手动阀831。第一手动阀821控制天然气是否可以由旋风分离器5流向出气管道6，第二手动阀822控制固体和液体等杂质是否可以由旋风分离器5流向排污管道7。可以理解的是，第一手动阀821在天然气管道过滤***运行期间一直处于开启状态，而第二手动阀831则长期处于关闭状态，当旋风分离器5中过滤出的固体和液体等杂质沉积到一定数量时，才将第二手动阀831打开，从而将杂质排出到排污管道7中，以避免杂质沉积太多从而影响旋风分离器5的过滤效果。

控制器3与流量计2电性连接，控制器3与多个电动阀4分别电性连接。

控制器3，用于获取流量计2检测的第一流量，基于所述第一流量和处于开启状态的电动阀4的数目，确定对多个电动阀4的控制方式，基于所述控制方式对多个电动阀4进行控制。

流量计2实时的监测进气主管道11中的天然气的流量，并且将其发送给控制器3。由于下游管道中的对天然气的需求量不同，上游管道中流入的天然气的流量就会根据对天然气的需求量而发生改变，当上游管道中的天然气的流量发生改变时，第一流量就会发送变化，此时需要调整打开的电动阀4的数目，来调节单个处于工作状态的旋风分离器5的流量，即第一分支流量。

控制器3接收到流量计2发送的第一流量，用第一流量除以处于开启状态的电动阀4的数目，可以得到每个处于工作状态的旋风分离器5的第一分支流量，判断当前处于开启状态的电动阀4对应的旋风分离器5中的第一分支流量是否处于可以使旋风分离器5的过滤效果较好的流量范围中。若流量计2检测到的进气主管道11中的第一流量较大，则需要再开启一个电动阀4，使得处于工作状态的旋风分离器5的数量增多，从而减小通过每个处于工作状态的旋风分离器5的第一分支流量，保持旋风分离器5较好的过滤效果。若流量计2检测到的进气主管道11中的第一流量较小，则需要关闭一个电动阀4，使得处于工作状态的旋风分离器5的数量减小，从而增大通过每个处于工作状态的旋风分离器5的第一分支流量，保持旋风分离器5较好的过滤效果。

为了更好的描述本实施例，接下来对控制器3的操作进行更细致的描述。

控制器3，用于确定第一流量与处于开启状态的电动阀4的数目的商，得到单个旋风分离器5的第一分支流量，确定单个旋风分离器5的第一分支流量与旋风分离器5的额定流量的第一比值；如果第一比值小于第一比值阈值，则确定待关闭的第一电动阀4，控制第一电动阀4关闭；如果第一比值大于第二比值阈值，则确定待开启的第二电动阀4，控制第二电动阀4开启；如果第一比值大于或等于第一比值阈值、并且小于或等于所述第二比值阈值，则保持各电动阀4当前的开关状态。

工作人员可以根据旋风分离器5的额定流量，预先设置第一比值阈值和第二比值阈值来限定单个旋风分离器5的第一分支流量的范围。第一比值阈值小于第二比值阈值。在一段进气分支管道12上，其上设置的电动阀4若处于开启状态，则该进气分支管道12上连通的旋风分离器5处于工作状态，因此，整个天然气管道过滤***中的处于开启状态的电动阀4的数量与处于工作状态的旋风分离器5的数目相同。当控制器3接收到流量计2检测到的进气主管道11的第一流量时，可以用该第一流量除以当前处于开启状态的电动阀4的数目，即可得到处于工作状态的旋风分离器5的第一分支流量，再用单个旋风分离器5的第一分支流量除以旋风分离器5的额定流量，即可得到一个比值，即第一比值，将该第一比值与第一比值阈值和第二比值阈值进行对比。

当该第一比值小于第一比值阈值时，则可以确定此时第一流量减小，则第一分支流量随即减小，第一分支流量过小会影响旋风分离器5的过滤效果，且使用过多的旋风分离器5，也会造成浪费。此时，可以适当的关闭一个处于工作状态的旋风分离器5，即关闭一个处于开启状态的电动阀4，即为第一电动阀4。

当该第一比值大于第二比值阈值时，则可以确定此时第一流量增多，则第一分支流量随即增多，第一分支流量过大同样会影响旋风分离器5的过滤效果，且过大的第一分支流量会对旋风分离器5的装置产生过重的负荷，会多度的消耗旋风分离器5的使用寿命。此时，可以打开一个处于关闭状态的旋风分离器5，即打开一个处于关闭状态的电动阀4，即为第二电动阀4。

当该第一比值大于或等于第一比值阈值、并且小于或等于第二比值阈值时，说明第一流量的改变并不大，即第一分支流量的改变在满足过滤效果的范围内，此时处于工作状态的旋风分离器5的数目正适当，单个旋风分离器5的过滤效果处于较好的状态，因此，可以保持当前的各电动阀4的开关状态。

特殊的，当处于开启状态的电动阀4的数量只有一个时，即使第一流量减小，也不再关闭电动阀4；当处于开启状态的电动阀4是天然气管道过滤***中的所有电动阀4时，即使第一流量增加，也不再多开启一个电动阀4。

对于第一比值阈值和第二比值阈值的设定，可以有多种方式。工作人员可以设置第一比值阈值和第二比值阈值为定值，无论当前处于开启状态的电动阀4的数量为多少，第一比值阈值和第二比值阈值不变。例如，可以设置第一比值阈值为0.6，第二比值阈值为1，当单个旋风分离器5的第一分支流量与旋风分离器5的额定流量的比值小于0.6时，则关闭一个处于开启状态的电动阀4，当单个旋风分离器5的第一分支流量与旋风分离器5的额定流量的比值大于1时，则开启一个处于关闭状态的电动阀4，当单个旋风分离器5的第一分支流量与旋风分离器5的额定流量的比值大于或等于0.6，且小于或等于1时，保持当前的电动阀4的开关状态不变。

也可以设置第一比值阈值和第二比值阈值均为变量或者其中之一为变量，根据当前处于开启状态的电动阀4的数量而适应性的改变第一比值阈值和第二比值阈值的数值，以下以其中的一种方式为例进行详细说明。

处于开启状态的电动阀4的数量为n，第一比值阈值为(n-1)/n，第二比值阈值为1。例如，当前的处于开启状态的电动阀4的数量为5，则可以设定第一比值阈值为4/5，第二比值阈值为1。控制器3接收到流量计2检测到的进气主管道11的第一流量，用第一流量除以处于开启状态的电动阀4的数量(即4)，得到处于工作状态的单个旋风分离器5的第一分支流量，再用处于工作状态的单个旋风分离器5的第一分支流量除以旋风分离器5的额定流量，得到一比值，即第一比值。

若第一比值小于4/5，则说明处于工作状态的旋风分离器5的第一分支流量小于额定流量较多，此时可以关闭一个处于开启状态的电动阀4，使得关闭了电动阀4后的处于工作状态的旋风分离器5的第一分支流量趋近于额定流量，但不超过额定流量，这样做使得处于工作状态的旋风分离器5的过滤效果最佳，且减少了一个旋风分离器5的消耗。

若第一比值大于1，则说明处于工作状态的旋风分离器5的第一分支流量大于额定流量，此时可以开启一个处于关闭状态的电动阀4，使得开启了电动阀4后的处于工作状态的旋风分离器5的第一分支流量趋近于额定流量，但不超过额定流量，这样做使得处于工作状态的旋风分离器5的过滤效果最佳，且减小了对旋风分离器5的过度使用的消耗。

当第一比值大于或等于4/5，并且小于或者等于1时，说明此时处于工作状态的旋风分离器5的第一分支流量处于额定流量的附近，且不大于额定流量，第一分支流量比额定流量稍小一些并不影响旋风分离器5的过滤效果，此时是对天然气过滤的旋风分离器5的较佳工作状态。

一般上述天然气管道过滤***中的旋风分离器5的数量会设置有多个，每个旋风分离器5对应设置一个电动阀4，当需要开启一个电动阀4以使***中多使用一个旋风分离器5来进行过滤时，开启哪一个处于关闭状态的电动阀4的设定方式可以有多种，当需要关闭一个电动阀4以使***中少使用一个旋风分离器5来进行过滤时，关闭哪一个处于开启状态的电动阀4的设定方式同样可以有多种。

工作人员可以设置为随机选择开启一个处于关闭状态的电动阀4，或者随机选择关闭一个处于开启状态的电动阀4，也可以设置其他方式选择开启或者关闭的电动阀4，以下以其中一种方式为例进行详细说明。

控制器3，用于如果第一比值小于第一比值阈值，则确定当前处于开启状态的每个电动阀4的历史总开启时长，在当前处于开启状态的每个电动阀4中，确定历史总开启时长最长的第一电动阀4，控制第一电动阀4关闭。

控制器3还用于记录每个电动阀4的历史总开启时长，即也是每个电动阀4对应的旋风分离器5的工作时长，每个旋风分离器5的使用寿命有限，可以选择出历史总开启时长最短的旋风分离器5先使用，历史总开启时长最长的旋风分离器5后使用，保证所有的旋风分离器5的工作时长不会相差太多，增大了天然气管道过滤***中所有旋风分离器5可支持的工作时长。

当第一比值小于第一比值阈值时，控制器3会根据当前处于开启状态的每个电动阀4的历史总开启时长，从中确定出历史总开启时长最长的电动阀4，即为待关闭的第一电动阀4。然后控制器3可以控制该第一电动阀4关闭，使得第一电动阀4对应的旋风分离器5停止工作，从而平衡处于工作状态的旋风分离器5的第一分支流量，使其趋近于额定流量。

控制器3，用于如果所述第一比值大于第二比值阈值，则确定当前处于关闭状态的每个电动阀4的历史总开启时长，在当前处于关闭状态的每个电动阀4中，确定历史总开启时长最短的第二电动阀4，控制所述第二电动阀4开启。

当第一比值大于第二比值阈值时，控制器3会根据当前处于关闭状态的每个电动阀4的历史总开启时长，从中确定出历史总开启时长最短的电动阀4，即为待开启的第二电动阀4。然后控制器3可以控制该第二电动阀4开启，使得第二电动阀4对应的旋风分离器5开始工作，从而平衡处于工作状态的旋风分离器5的第一分支流量，使其趋近于额定流量。

特殊的，控制器3在确定第二电动阀4时，还需要保证第二电动阀4是无故障的，所以对于第二电动阀4的确定，可以如下：

控制器3，用于确定当前处于关闭状态且对应的旋风分离器5未被标记不可用的每个电动阀4的历史总开启时长，在当前处于关闭状态且对应的旋风分离器5未被标记不可用的每个电动阀4中，确定历史总开启时长最短的第二电动阀4。

工作人员会周期性对天然气管道过滤***中的所有旋风分离器5进行检查，检查旋风分离器5是否可以正常工作，然后将有故障的旋风分离器5标记为不可用。后续在对有故障的旋风分离器5进行维修或者更换之后，再将标记为不可用的旋风分离器5的标记去掉。控制器3在确定了需要打开一个处于关闭状态的旋风分离器5后，可以从处于关闭状态的所有的旋风分离器5中确定出未被标记不可用电动阀4，再从其中确定出历史总开启时长最短的电动阀4，将其确定为待开启的第二电动阀4。

可选的，流量计2检测到的进气主管道11的第一流量的变化可能会是暂时性的，即第一分支流量也是暂时性的改变，才使得第一分支流量过小或过大，但是第一流量和第一分支流量很快就恢复到原来的数值，这种情况并不需要再改变电动阀4开启的数目，以避免浪费资源。为了避免上述第一流量暂时性的改变使得控制器3的操作太多频繁，对应操作可以如下：

如果第一比值小于第一比值阈值，则等待第一预设时长，获取流量计2检测的第二流量，确定第二流量与处于开启状态的电动阀4的数目的商，得到单个旋风分离器5的第二分支流量，确定单个旋风分离器5的第二分支流量与旋风分离器5的额定流量的第二比值，若第二比值小于所述第一比值阈值，则确定待关闭的第一电动阀4，控制第一电动阀4关闭。

当第一比值小于第一比值阈值时，控制器3先不执行确定第一电动阀4的操作，可以先等待一段预设时长，即第一预设时长(例如，30秒)，在等待第一预设时长之后，获取流量计2检测到的进气主管道11的流量，即第二流量，用第二流量除以处于开启状态的电动阀4的数目，得到第一预设时长后的单个旋风分离器5的流量，即第二分支流量，用第二分支流量除以旋风分离器5的额定流量，得到第二比值，第二比值再次与第一比值阈值进行比较，若第二比值仍然小于第一比值阈值，则可以确定这次第一流量的改变并不是暂时性的，可以控制处于开启状态的电动阀4的数目来调节第一分支流量。此时，控制器3可以根据处于开启状态的电动阀4的历史总开启时长，确定出历史总开启时长最长的第一电动阀4，控制第一电动阀4关闭。

如果第一比值大于第二比值阈值，则等待第一预设时长，获取流量计2检测的第二流量，确定第二流量与所述处于开启状态的电动阀4的数目的商，得到单个旋风分离器5的第二分支流量，确定单个旋风分离器5的第二分支流量与旋风分离器5的额定流量的第二比值，若第二比值大于第二比值阈值，则确定待开启的第二电动阀4，控制第二电动阀4开启。

同样的，若当第一比值大于第二比值阈值时，控制器3先不执行确定第二电动阀4的操作，先等待第一预设时长(例如，30秒)，在第一预设时长后，获取流量计2检测到的第二流量，然后除以处于开启状态的电动阀4的数目，得到第二分支流量，用第二分支流量除以旋风分离器5的额定流量，得到第二比值，第二比值再次与第一比值阈值进行比较，若第二比值仍然大于第二比值阈值，则可以确定此次第一流量的改变并不是暂时性的，可以控制处于开启状态的电动阀4的数目来调节第一分支流量。此时，控制器3确定出处于关闭状态且对应的旋风分离器5未被标记不可用的每个电动阀4中，历史总开启时长最短的第二电动阀4，然后控制第二电动阀4开启。

可选的，在控制器3控制第一电动阀4关闭或者控制第二电动阀4开始时，第一电动阀4可能发生故障导致不能关闭，或者第二点电动阀4发生故障导致不能开启，所以需要设置检测操作，相应操作可以如下：

在控制第一电动阀4关闭之后达到第二预设时长时，确定第一电动阀4是否成功关闭，若未成功关闭，则显示失败报警信息；在控制第二电动阀4开启之后达到第二预设时长时，确定第二电动阀4的是否成功开启，若未成功开启，则显示失败报警信息。

工作人员可以设置预设时长，即第二预设时长，当控制器3控制第一电动阀4关闭后，在第二预设时长之后，确定控制器3是否接收到第一电动阀4发送的关闭成功信息，若接收到，则说明第一电动阀4关闭成功，此时完成一次操作，若未接收到，则说明第一电动阀4发生故障导致未关闭，此时，控制器3向工作人员的终端发送失败报警信息，以便工作人员后续对第一电动阀4进行维修或者更换，然后控制器3可以在处于开启状态的电动阀4中，确定出除第一电动阀4之外的历史总开启时长最短的第三电动阀4，控制第三电动阀4关闭。

同样的，当控制器3控制第二电动阀4开启时，控制器3在第二预设时长之后，确定是否接收到第二电动阀4发送的开启成功信息，若接收到，则说明第二电动阀4开启成功，此时完成了一次操作，若未接收到，则说明第二电动阀4发生故障导致未开启，此时控制器3向工作人员的终端发送失败报警信息，以便工作人员后续对第二电动阀4进行维修或者更换，然后控制器3可以在处于关闭状态且对应的旋风分离器5未被标记不可用的电动阀4中，确定出除第二电动阀4之外的历史总开启时长最短的第四电动阀4，控制第四电动阀4关开启。

特殊的，控制器3，还用于当接收到紧急停站指令或者全越站指令时，将所有电动阀4关闭。当天然气管道过滤***所处的无人战场中发生火灾或者其他突发情况时，工作人员会向控制器3发送紧急停站指令或者全越战指令，紧急停站指令为进气主管道11不再流入天然气，全越战指令为天然气管道过滤***的上游管道直接通向下游管道，不再经过天然气管道过滤***进行过滤。当控制器3接收到紧急停站指令或者全越站指令时，会将所有的电动阀4关闭，并停止各种控制操作。

本实施例还提供了一种天然气管道过滤方法，天然气管道过滤方法应用于图1所示的天然气管道过滤***。如图1所示，天然气管道过滤***包括进气管道1、流量计2、控制器3、多个电动阀4、至少两个旋风分离器5、出气管道6、排污管道7和连接管件8，其中：进气管道1包括进气主管道11与多个进气分支管道12，流量计2设置在进气主管道11上，旋风分离器5包括进气口51、出气口52和排污口53，连接管件8包括第一连接管件81、第二连接管件82和第三连接管件83，进气口51通过第一连接管件81与进气分支管道12相连通，出气口52通过第二连接管件82与出气管道6相连通，排污口53通过第三连接管件83与排污管道7相连通，每个连通进气口51和进气分支管道12的第一连接管件81上均设置有一个电动阀4，控制器3与流量计2电性连接，控制器3与多个电动阀4分别电性连接。

如图2所示，该方法包括如下步骤：

S201、获取流量计检测的第一流量。

设置在进气主管道11上的流量计2会实时的将检测到的第一流量发送给控制器3，第一流量即为进气主管道11的流量，控制器3接收流量计2检测到的第一流量。

S202、基于第一流量和处于开启状态的电动阀的数目，确定对多个电动阀的控制方式。

用第一流量除以处于开启状态的电动阀4的数目，得到单个处于工作状态的旋风分离器5的流量，即第一分支流量，用第一分支流量除以旋风分离器5的额定流量，得到一个比值，即第一比值，将第一比值与预设的第一比值阈值和第二比值阈值进行比较。

若第一比值小于第一比值阈值，则控制器3等待第一预设时长之后，再进行检测，即接收流量计2在第一预设时长后的第二流量，用第二流量除以处于开启状态的电动阀4的数目，得到第二分支流量，将第二分支流量除以额定流量，得到第二比值，将第二比值与第一比值阈值再进行对比。若第二比值仍然小于第一比值阈值，则控制器3从处于开启状态的所有电动阀4中，确定出历史总开启时长最短的第一电动阀4，控制第一电动阀4关闭。

若第一比值大于第二比值阈值，则控制器3等待第一预设时长之后，再进行检测，即接收流量计2在第一预设时长后的第二流量，用第二流量除以处于开启状态的电动阀4的数目，得到第二分支流量，将第二分支流量除以额定流量，得到第二比值，将第二比值与第二比值阈值再进行对比。若第二比值仍然大于第二比值阈值，则控制器3从处于关闭状态且对应的旋风分离器5未被标记不可用的所有电动阀4中，确定出历史总开启时长最短的第二电动阀4，控制第二电动阀4开启。

若第一比值大于或者等于第一比值阈值，并且小于或者等于第二比值阈值，则控制器3控制所有的电动阀4保持当前的开关状态。

特殊的，当处于开启状态的电动阀4的数量只有一个时，即使第一流量减小，也不再关闭电动阀4；当处于开启状态的电动阀4是天然气管道过滤***中的所有电动阀4时，即使第一流量增加，也不再多开启一个电动阀4。

S203、基于控制方式对多个电动阀进行控制。

当控制器3控制第一电动阀4关闭后，控制器3需要等待第二预设时长，确认是否接收到关闭成功信息，若接收到，则第一电动阀4成功关闭，完成一次操作，若未接收到，则控制器3从处于开启状态的所有电动阀4中，确定出除了第一电动阀4之外的历史总开启时长最短的第三电动阀4，控制第三电动阀4关闭，以此类推，直到关闭一个处于开启状态的电动阀4。若第二比值大于或者等于第一比值阈值，并且小于或者等于第二比值阈值，则所有的电动阀4保持当前开关状态不变。

当控制器3控制第二电动阀4开启后，控制器3需要等待第二预设时长，确认是否接收到开启成功信息，若接收到，则第二电动阀4成功开启，完成一次操作，若未接收到，则控制器3从处于关闭状态且对应的旋风分离器5未被标记不可用的所有电动阀4中，确定出除了第二电动阀4之外的历史总开启时长最短的第四电动阀4，控制第四电动阀4关闭，以此类推，直到开启一个处于关闭状态的电动阀4。若第二比值大于或者等于第一比值阈值，并且小于或者等于第二比值阈值，则所有的电动阀4保持当前开关状态不变。

当控制器3控制所有的电动阀4保持当前的开关状态后，所有的电动阀4保持当前的开关状态不变。

特殊的，在上述S201至S203步骤的实施过程中，若控制器3接收到紧急停站指令或者全越站指令时，则控制器控制所有的电动阀4关闭。

以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种天然气管道过滤***，其特征在于，所述天然气管道过滤***包括进气管道(1)、流量计(2)、控制器(3)、多个电动阀(4)、至少两个旋风分离器(5)、出气管道(6)、排污管道(7)和连接管件(8)，其中：

进气管道(1)包括进气主管道(11)与多个进气分支管道(12)，流量计(2)设置在进气主管道(11)上；

旋风分离器(5)包括进气口(51)、出气口(52)和排污口(53)，连接管件(8)包括第一连接管件(81)、第二连接管件(82)和第三连接管件(83)，进气口(51)通过第一连接管件(81)与进气分支管道(12)相连通，出气口(52)通过第二连接管件(82)与出气管道(6)相连通，排污口(53)通过第三连接管件(83)与排污管道(7)相连通，每个连通进气口(51)和进气分支管道(12)的第一连接管件(81)上均设置有一个电动阀(4)；

控制器(3)与流量计(2)电性连接，控制器(3)与多个电动阀(4)分别电性连接；

控制器(3)，用于获取流量计(2)检测的第一流量，基于所述第一流量和处于开启状态的电动阀(4)的数目，确定对多个电动阀(4)的控制方式，基于所述控制方式对多个电动阀(4)进行控制。

2.根据权利要求1所述的天然气管道过滤***，其特征在于，每个第二连接管件(82)上设置有第一手动阀(821)，每个第三连接管件(83)上设置有第二手动阀(831)。

3.根据权利要求1所述的天然气管道过滤***，其特征在于，控制器(3)，用于：

确定所述第一流量与处于开启状态的电动阀(4)的数目的商，得到单个旋风分离器(5)的第一分支流量，确定所述单个旋风分离器(5)的第一分支流量与旋风分离器(5)的额定流量的第一比值；

如果所述第一比值小于第一比值阈值，则确定待关闭的第一电动阀(4)，控制所述第一电动阀(4)关闭；

如果所述第一比值大于第二比值阈值，则确定待开启的第二电动阀(4)，控制所述第二电动阀(4)开启；

如果所述第一比值大于或等于所述第一比值阈值、并且小于或等于所述第二比值阈值，则保持各电动阀(4)当前的开关状态。

4.根据权利要求3所述的天然气管道过滤***，其特征在于，控制器(3)，用于：

如果所述第一比值小于第一比值阈值，则确定当前处于开启状态的每个电动阀(4)的历史总开启时长，在当前处于开启状态的每个电动阀(4)中，确定历史总开启时长最长的第一电动阀(4)，控制所述第一电动阀(4)关闭；

如果所述第一比值大于第二比值阈值，则确定当前处于关闭状态的每个电动阀(4)的历史总开启时长，在当前处于关闭状态的每个电动阀(4)中，确定历史总开启时长最短的第二电动阀(4)，控制所述第二电动阀(4)开启。

5.根据权利要求4所述的天然气管道过滤***，其特征在于，控制器(3)，用于：

确定当前处于关闭状态且对应的旋风分离器(5)未被标记不可用的每个电动阀(4)的历史总开启时长；

在当前处于关闭状态且对应的旋风分离器(5)未被标记不可用的每个电动阀(4)中，确定历史总开启时长最短的第二电动阀(4)。

6.根据权利要求3所述的天然气管道过滤***，其特征在于，控制器(3)，用于：

如果所述第一比值小于所述第一比值阈值，则等待第一预设时长，获取流量计(2)检测的第二流量，确定所述第二流量与所述处于开启状态的电动阀(4)的数目的商，得到单个旋风分离器(5)的第二分支流量，确定所述单个旋风分离器(5)的第二分支流量与旋风分离器(5)的额定流量的第二比值，若所述第二比值小于所述第一比值阈值，则确定待关闭的第一电动阀(4)，控制所述第一电动阀(4)关闭；

如果所述第一比值大于所述第二比值阈值，则等待所述第一预设时长，获取流量计(2)检测的第二流量，确定所述第二流量与所述处于开启状态的电动阀(4)的数目的商，得到单个旋风分离器(5)的第二分支流量，确定所述单个旋风分离器(5)的第二分支流量与旋风分离器(5)的额定流量的第二比值，若所述第二比值大于第二比值阈值，则确定待开启的第二电动阀(4)，控制所述第二电动阀(4)开启。

7.根据权利要求3所述的天然气管道过滤***，其特征在于，控制器(3)，用于：

在控制所述第一电动阀(4)关闭之后达到第二预设时长时，确定第一电动阀(4)是否成功关闭，若未成功关闭，则显示失败报警信息；

在控制所述第二电动阀(4)开启之后达到第二预设时长时，确定第二电动阀(4)的是否成功开启，若未成功开启，则显示失败报警信息。

8.根据权利要求3所述的天然气管道过滤***，其特征在于，处于开启状态的电动阀(4)的数量为n，所述第一比值阈值为(n-1)/n，所述第二比值阈值为1。

9.根据权利要求1所述的天然气管道过滤***，其特征在于，控制器(3)，还用于当接收到紧急停站指令或者全越站指令时，将所有电动阀(4)关闭。

10.一种天然气管道过滤方法，其特征在于，所述天然气管道过滤方法应用于天然气管道过滤***，所述天然气管道过滤***包括进气管道(1)、流量计(2)、控制器(3)、多个电动阀(4)、至少两个旋风分离器(5)、出气管道(6)、排污管道(7)和连接管件(8)，其中：进气管道(1)包括进气主管道(11)与多个进气分支管道(12)，流量计(2)设置在进气主管道(11)上；旋风分离器(5)包括进气口(51)、出气口(52)和排污口(53)，连接管件(8)包括第一连接管件(81)、第二连接管件(82)和第三连接管件(83)，进气口(51)通过第一连接管件(81)与进气分支管道(12)相连通，出气口(52)通过第二连接管件(82)与出气管道(6)相连通，排污口(53)通过第三连接管件(83)与排污管道(7)相连通，每个连通进气口(51)和进气分支管道(12)的第一连接管件(81)上均设置有一个电动阀(4)；控制器(3)与流量计(2)电性连接，控制器(3)与多个电动阀(4)分别电性连接；

所述方法包括：

获取流量计(2)检测的第一流量；

基于所述第一流量和处于开启状态的电动阀(4)的数目，确定对多个电动阀(4)的控制方式；

基于所述控制方式对多个电动阀(4)进行控制。

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