天然氣長(zhǎng)輸管網(wǎng)輸差探討

蔣小英

摘要：輸差控制是天然氣經(jīng)營(yíng)企業(yè)的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，直接影響企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng);本文針對(duì)天然氣長(zhǎng)輸管網(wǎng)企業(yè)輸差控制工作機(jī)制，分析影響因素，指出計(jì)量工作的不足，提出改進(jìn)措施及建議。

關(guān)鍵詞：天然氣輸差;分析;控制措施

本文針對(duì)當(dāng)前技術(shù)及管理現(xiàn)狀對(duì)輸差定位、輸差分析與輸差控制等問題進(jìn)行了探討，提出了天然氣輸差控制措施和輸差分析方法。

在長(zhǎng)輸管道中，將用于平衡商品天然氣的輸差定義為中間計(jì)量同交接計(jì)量間的流量差值，其公式表達(dá)如下：

ΔQ=（V1+Q1）-（Q2+Q3+V2）

其中，ΔQ表示為管道平衡輸氣量在某一時(shí)間內(nèi)的差值;V1為開始時(shí)管道內(nèi)的儲(chǔ)存氣量;Q1為同一時(shí)間段內(nèi)的輸入氣量;Q2為同一時(shí)間段內(nèi)的輸出氣量;Q3為同一時(shí)間段內(nèi)生活用氣量與放空氣量之和;V2為終了時(shí)管道內(nèi)的儲(chǔ)存氣量。為便于分析，通常使用輸差率來研究企業(yè)的輸差管理狀況，計(jì)算公式為：η=ΔQ/（V1+Q1）

由公式分析得出，造成輸差現(xiàn)象產(chǎn)生的主要影響因素不僅體現(xiàn)在管路儲(chǔ)量計(jì)算的誤差與計(jì)量系統(tǒng)的誤差上，還體現(xiàn)在氣體放空、閥門和管道的泄漏損耗上，及其體現(xiàn)在由氣體組份等因素帶來的誤差上。

1.輸差的影響因素

1.1脈動(dòng)

在整個(gè)長(zhǎng)輸管道系統(tǒng)中，壓力波動(dòng)過大，壓降速率過大都會(huì)導(dǎo)致天然氣流動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，產(chǎn)生的脈動(dòng)流或漩渦流等都會(huì)對(duì)計(jì)量帶來誤差。

1.2氣質(zhì)變化

天然氣計(jì)量中根據(jù)氣體組分?jǐn)?shù)據(jù)分析，其最為重要的兩個(gè)物理性參數(shù)為超壓縮因子與密度，二者數(shù)據(jù)的可靠性與準(zhǔn)確性對(duì)于計(jì)量來說，均會(huì)產(chǎn)生重大影響。

1.3計(jì)量裝置的誤差

1.3.1孔板流量計(jì)

孔板流量計(jì)是當(dāng)今國(guó)內(nèi)常用的天然氣計(jì)量方法，但是在實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中，會(huì)出現(xiàn)孔板變形或是彎曲現(xiàn)象，主要還是安裝和維修孔板時(shí)操作不當(dāng)所造成，將直接影響流量的測(cè)量結(jié)果，導(dǎo)致增大誤差的不良現(xiàn)象發(fā)生。在天然氣傳輸過程中，由于孔板截面和流速突變孔口處存在銳邊，管道內(nèi)的雜質(zhì)易聚集于此處，將會(huì)嚴(yán)重腐蝕孔板，影響測(cè)量管內(nèi)壁的相對(duì)粗糙度，使孔板流出系數(shù)隨之改變，降低孔板流量計(jì)的精準(zhǔn)度，使其不能夠達(dá)到測(cè)量使用要求。因孔板流量計(jì)的孔板截面、銳邊以及流線處變化極為靈敏，若出現(xiàn)雜質(zhì)堆積現(xiàn)象，將會(huì)使孔板流量計(jì)的計(jì)量偏差范圍擴(kuò)大到2%-25%[4]。

1.3.2氣體超聲波流量計(jì)

氣體超聲流量計(jì)是由流量計(jì)表體、信號(hào)處理單元、超聲換能器等構(gòu)成的流量計(jì)量器具。對(duì)于氣體超聲波流量計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確度而言，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境氣體流動(dòng)狀態(tài)的速度分布與渦流狀況是其主要影響因素[5-7]。而為了避免因速度分布和渦流狀況因素造成的誤差問題出現(xiàn)，根本解決辦法是在一定程度上確保流量計(jì)的前后直管段的長(zhǎng)度要求，同時(shí)還要合理的設(shè)計(jì)聲道配置方式和結(jié)構(gòu)，從而使多聲道配置順利進(jìn)行，在很大程度上解決因速度分布和渦流狀況對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度不良帶來的影響。

1.4計(jì)量?jī)x表的選擇

根據(jù)節(jié)流裝置計(jì)算公式表明，對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度起直接影響作用的是天然氣的物理性參數(shù)變化情況，所以對(duì)于天然氣的溫度、密度、壓力等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量時(shí)要選擇合適的測(cè)量?jī)x表。當(dāng)測(cè)量天然氣各參數(shù)時(shí)，若出現(xiàn)數(shù)據(jù)波動(dòng)現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)的進(jìn)行測(cè)量誤差修正，避免儀表運(yùn)行失態(tài)。

2.控制措施

2.1合理進(jìn)行氣樣的采集和分析

天然氣在遠(yuǎn)距離輸送和多種氣源的情況下，考慮合理的增設(shè)氣樣采集裝置布置在靠近各個(gè)計(jì)量點(diǎn)的位置上。根據(jù)每個(gè)點(diǎn)的氣樣性質(zhì)變化進(jìn)一步確定采樣時(shí)間，針對(duì)變化大的氣樣地點(diǎn)，將采樣周期適當(dāng)縮短。與此同時(shí)，為了做到及時(shí)修正和測(cè)量，對(duì)于較為先進(jìn)的氣體在線色譜分析技術(shù)或是連續(xù)定值取樣方法可應(yīng)用于測(cè)量流量較廣和經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件較優(yōu)的地方。

2.2計(jì)量?jī)x表

要從設(shè)計(jì)選型開始把關(guān)，堅(jiān)持采用數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸系統(tǒng)為流量大用戶服務(wù)，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的，從而在一定程度上實(shí)現(xiàn)流量計(jì)適用性和精準(zhǔn)度的提高。在進(jìn)行周期性在用計(jì)量表送檢的同時(shí)，還要注意定期對(duì)在用計(jì)量表進(jìn)行巡檢，確保計(jì)量表的正常運(yùn)行，避免出現(xiàn)儀表誤差過大現(xiàn)象，如若出現(xiàn)異常立即拆下送檢判別，并按照相關(guān)規(guī)定要求對(duì)儀表進(jìn)行更換。

2.3輸差的定位預(yù)警

在對(duì)計(jì)量數(shù)據(jù)庫(kù)的建立過程中，不僅要時(shí)刻進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)存檔，還要應(yīng)用仿真軟件對(duì)管道進(jìn)行細(xì)微異常的及時(shí)判斷，進(jìn)而做到準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)輸差，并進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。比如說，采用計(jì)算機(jī)預(yù)警輸差，也就是用計(jì)算機(jī)計(jì)算各段管道的每時(shí)當(dāng)量水力摩阻系數(shù)，根據(jù)水力摩阻系數(shù)與管道壓強(qiáng)之間的關(guān)系，確定非正常壓降下輸差現(xiàn)象的發(fā)生。在輸氣過程中，進(jìn)一步通過比較發(fā)現(xiàn)，縮小范圍確定出現(xiàn)輸差的管段。

2.4采取有效措施改善脈動(dòng)流或漩渦流

將除塵脫水效果良好的設(shè)施安置在計(jì)量裝置上游，并進(jìn)行定期的清管作業(yè)，去除管線中游離液體，進(jìn)一步保證管道線路通暢，防止出現(xiàn)積液較大脈動(dòng)現(xiàn)象;在管路安裝過程中，為防止出現(xiàn)流態(tài)干擾元件現(xiàn)象，應(yīng)盡可能不使用彎頭和變徑管，以及方便于多用戶輸配氣所采用的匯管等;各閥門使用適當(dāng)，盡可能不將計(jì)量裝置上的截?cái)嚅y用于管道節(jié)流，代替節(jié)流元件使用;將緩沖設(shè)施或是脈動(dòng)衰減器安置于計(jì)量裝置與脈動(dòng)源之間，從而改善脈動(dòng)流;對(duì)于不同類型和強(qiáng)弱的旋渦，整流設(shè)備要選擇適當(dāng)。

2.5應(yīng)加強(qiáng)計(jì)量數(shù)據(jù)的管理工作

在對(duì)計(jì)量數(shù)據(jù)的管理過程中，應(yīng)注重管道的置換和陰保系統(tǒng)測(cè)試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)工作，做到對(duì)計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行定期的抽查，進(jìn)而使計(jì)量數(shù)據(jù)的可信度得以提高。為此，在計(jì)量表上增設(shè)SCADA系統(tǒng)，目的就是及時(shí)發(fā)現(xiàn)輸差源頭，實(shí)現(xiàn)輸差自動(dòng)分析預(yù)警。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭雪鋒，楊紅等?燃?xì)廨敳畹某梢蚍治雠c管網(wǎng)輸差控制[J]?天然氣技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，2011（5）：34-36.

[2]王東，等.差壓式孔板流量計(jì)的誤差來源與控制對(duì)策[?J].?天然氣工業(yè)，2004，24?（?10）：?132-135.

[3]?天然氣流量計(jì)量編寫組.天然氣流量計(jì)量[M?].北京：石油工業(yè)出版社，2001.

[4]羅明強(qiáng).天然氣流量計(jì)量中的現(xiàn)場(chǎng)影響因素分析及對(duì)策（?續(xù)一）?[J].天然氣工業(yè)，2000?（2）：?101-102.