多氣源天然氣混合調(diào)配問(wèn)題的探索與研究

王云龍（山西省燃?xì)庖?guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司， 山西 太原 030000）

多氣源天然氣混合調(diào)配問(wèn)題的探索與研究

王云龍（山西省燃?xì)庖?guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司， 山西 太原 030000）

隨著社會(huì)的發(fā)展，天然氣在我們的生活中扮演著越來(lái)越重要的角色。天然氣是一種重要的自然資源，我國(guó)對(duì)天然氣的利用主要通過(guò)天然氣管網(wǎng)的運(yùn)輸來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是，目前的天然氣管網(wǎng)面臨一個(gè)很重要的問(wèn)題，多種天然氣源在同一個(gè)天然氣管網(wǎng)中容易發(fā)生安全事故，保證多種天然氣源在同一個(gè)天然氣管網(wǎng)中穩(wěn)定而安全的輸送對(duì)我們來(lái)說(shuō)非常有必要。

多氣源天然氣；混合調(diào)配；探索；研究

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)在未來(lái)10年內(nèi)對(duì)天然氣的需求量將會(huì)大幅度增長(zhǎng)。眾所周知，我國(guó)的天然氣儲(chǔ)量并不多，需要從世界各地購(gòu)買。從采購(gòu)成本與采購(gòu)范圍的角度考慮，我國(guó)建立了天然氣管運(yùn)輸網(wǎng)。然而多種天然氣氣源用同一個(gè)氣管運(yùn)輸網(wǎng)可能存在安全隱患，因此解決這一問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)多氣源天然氣的混合調(diào)配，對(duì)天然氣的使用有很大的促進(jìn)作用。本文主要從天然氣氣源調(diào)配的目標(biāo)、天然氣氣源調(diào)配的具體方法兩個(gè)方面加以闡述，其具體情況如下。

1 天然氣氣源調(diào)配的目標(biāo)

多氣源天然氣的的調(diào)配是一項(xiàng)技術(shù)性超強(qiáng)的工作，目前，很多國(guó)家都致力于實(shí)現(xiàn)多氣源天然氣的科學(xué)調(diào)配。我國(guó)對(duì)于天然氣調(diào)配問(wèn)題的研究相對(duì)較少，但是近幾年開(kāi)展的西氣東輸工程對(duì)天然氣網(wǎng)的建設(shè)起到了很大的促進(jìn)作用。天然氣調(diào)配保證了多氣源天然氣在同一個(gè)管道中安全穩(wěn)定運(yùn)輸，具體目標(biāo)是通過(guò)對(duì)天然氣本身的燃?xì)饣Q性、天然氣的輸氣管道網(wǎng)、對(duì)氣源天然氣的總體格局以及下游消費(fèi)者進(jìn)行總體分析，利用科學(xué)的計(jì)算方法，算出天然氣氣質(zhì)允許的變化范圍，在保證運(yùn)輸高效性，大量運(yùn)輸天然氣，最大限度的開(kāi)拓天然氣市場(chǎng)。

2 天然氣氣源調(diào)配的具體方法

（1）分析氣源的混合成分 既然是多氣源調(diào)配問(wèn)題，那么天然氣中肯定由至少兩種以上的氣體組合而成。不同的氣源來(lái)源可能不同，而且性質(zhì)與熱值上都可能存在一些小的差異性。例如，不同天然氣氣源中的一氧化碳與氮?dú)獾榷栊詺怏w的含量就有差別，雖然這些差異非常小，但是卻可能對(duì)天然氣造成很大的改變。天然氣中的成分不同，那么天然氣的燃燒特性也不同，對(duì)燃?xì)庋b置器的具體要求不同，燃燒的真正效率不同等，這種種因素如果得不到合理科學(xué)的分析，那么可能對(duì)整個(gè)天然氣輸送工程造成一定的影響，也可能對(duì)天然氣的流量計(jì)進(jìn)度造成影響。確保消費(fèi)者使用天然氣的安全性與高效性，是輸送天然氣要實(shí)現(xiàn)的最基本的目標(biāo)。因此，分析天然氣的成分，確定不同氣體在氣體質(zhì)量上的可互換性對(duì)于天然氣輸送來(lái)說(shuō)非常重要。天然氣混合輸送之前的核心問(wèn)題就是確定天然氣能不能混合，是否具有互換性。

（2）控制混合氣體的密度 混合氣源的密度會(huì)對(duì)計(jì)量產(chǎn)生一定的影響，如果計(jì)量不慎，可能造成一定的誤差。混合氣源中不同氣體的含量不同就會(huì)導(dǎo)致混合氣體的密度不同，密度決定這混合氣體的體積數(shù)值。實(shí)際上，決定混合氣體體積數(shù)值的因素除了密度，還包括質(zhì)量與當(dāng)量系數(shù)。質(zhì)量就是天然氣質(zhì)量流量計(jì)稱出來(lái)的數(shù)值，至于這一數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，取決于計(jì)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)是否標(biāo)準(zhǔn)。而當(dāng)量系數(shù)，也稱為儀表系數(shù)，這一系數(shù)是專門為了修正質(zhì)量流量計(jì)計(jì)算出來(lái)的數(shù)值而設(shè)定的，它可以一次性修改先前質(zhì)量流量計(jì)計(jì)算所存在的誤差，但是不允許二次修正。因此，在這三個(gè)因素中，最可控的就是混合氣體的密度，而密度也就是影響天然氣體積的核心因素。一般來(lái)說(shuō)，相關(guān)部門會(huì)計(jì)算出一個(gè)混合天然氣氣體的理想密度，一般天然氣氣體理想密度的計(jì)算公式如下：d2= ∑X1×（M1/Mair），其中X1為天然氣組分的摩爾分?jǐn)?shù)，M1為天然氣組分的摩爾質(zhì)量，Mair為標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量。實(shí)際上，混合天然氣并非理想氣體，在計(jì)算其密度時(shí)難免出現(xiàn)一定的誤差，因此，我們需要為混合天然氣密度溫差設(shè)定一個(gè)科學(xué)的范圍，并將誤差控制在這個(gè)范圍之內(nèi)，保證混合天然氣的安全輸送。天然氣密度需要參照以下公式：d（t×p）=d2×Zmax（t×p）/Zair（t×p），其中Zmax（t×p）表示天然氣的壓縮因子，Zair（t×p）為標(biāo)準(zhǔn)組成空氣的壓縮因子。

（3）調(diào)峰 一般天然氣的下游消費(fèi)者使用天然氣的量與區(qū)域范圍可能存在不均衡現(xiàn)象，另外，混合天然氣的輸送還能可能受到CNG的影響，這些因素都有可能對(duì)天然氣的輸送管道造成壓力，而且這些壓力還在不斷地波動(dòng)中。因此，我們需要把天然氣管道壓控制在合理的范圍之內(nèi)，以保證天然氣的安全輸送。一般采用的方法就是削峰填谷，但是由于有的天然氣輸送企業(yè)經(jīng)濟(jì)能力不夠，就會(huì)使用現(xiàn)成的管道網(wǎng)絡(luò)對(duì)混合天然氣進(jìn)行調(diào)峰。在我國(guó)的西氣東輸與川氣東輸工程中，經(jīng)常使用調(diào)峰技術(shù)，將兩種氣質(zhì)相似度非常高的氣體相互調(diào)配，實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)。這種方式在一定程度上是經(jīng)濟(jì)實(shí)用的，為公司節(jié)約了運(yùn)輸成本。

3 結(jié)語(yǔ)

天然氣是地球上寶貴的自然資源，它在我們的生活中用處非常廣泛。我國(guó)的天然氣儲(chǔ)量不足，需要大范圍的從國(guó)外進(jìn)口，因此，建設(shè)天然氣輸送管網(wǎng)絡(luò)非常有必要。在天然氣的輸送中，混合天然氣的調(diào)配是關(guān)鍵，只有解決了這個(gè)問(wèn)題，才有可能實(shí)現(xiàn)天然氣的安全輸送。

［1］劉武，紀(jì)國(guó)文，季壽宏，何春龍.多氣源混輸條件下天然氣互換性問(wèn)題分析——以浙江省天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)為例［J］.石油與天然氣化工，2014，（04）:401-404.

［2］張應(yīng)輝，高順利，劉蓉，劉燕.氣源與組成跟蹤分析在多氣源輸配管網(wǎng)的應(yīng)用［J］.煤氣與熱力，2014，（06）:25-28.

［3］王冠培，蘇清博，郭開(kāi)華，李寧，皇甫立霞.多氣源混輸管網(wǎng)的供氣方案［J］.油氣儲(chǔ)運(yùn)，2013，（10）:1063-1067.