降低天然氣干線計量輸差故障率的方法研究

王慶，何璇，勾煒，常鵬旭

中國石油長慶油田分公司第六采氣廠（陜西 西安710018）

中國石油長慶油田分公司第六采氣廠天然氣生產(chǎn)外輸，目前主要涉及XX條集氣干線、XX個內(nèi)貿(mào)交接點(diǎn)和XX個外貿(mào)交接點(diǎn)，其中西二干線日接收氣量約XX萬m3/d。干線所屬集氣站單獨(dú)計量，累加求和，然后與末端凈化廠（處理廠）的總計量進(jìn)行輸差比對。

1 計量輸差故障原因分析

蘇里格氣田南部天然氣氣質(zhì)構(gòu)成較復(fù)雜，含水量較高，加之陜北特殊的自然環(huán)境,天然氣在集氣干線末端（凈化廠、處理廠）進(jìn)行計量時，因凍堵、取壓管堵塞、儀表故障等，出現(xiàn)頻繁的計量故障，給天然氣外輸交接造成了很大的影響。其中因取樣管路結(jié)構(gòu)原因（取壓管路堵塞、積液凍堵、計量管路故障）造成的計量故障占85.88%（表1），是導(dǎo)致計量故障頻繁產(chǎn)生的主要癥結(jié)[1-3]。

2 降低計量輸差故障的方法

2.1 解決管線中積液凍堵的方法

2.1.1 改變水平接管的位置

計量管路中的積液一般都集中在取樣管與孔板閥接口處和儀表接口處，從而發(fā)生凍堵，安裝時做一定角度的傾斜，防止液體匯集。如圖1所示，與儀表連接的水平接管，左高右低形成大于5°的斜角，不影響儀表安裝，使積液逆流進(jìn)排污口[4]。如圖2所示，與計量裝置連接的水平接管，右高左低形成大于5°的傾斜，防止積液存儲在閥門中[5]。

表1 西二干線輸差故障原因統(tǒng)計

圖1 與儀表連接的水平接管

圖2 與計量裝置連接的水平接管

2.1.2 改變計量管路結(jié)構(gòu)

1）改變計量管路結(jié)構(gòu)，盡量減少管線長度如圖3所示。該結(jié)構(gòu)簡單，管路長度短，無死角，管線強(qiáng)度高，穩(wěn)定性好，活連接點(diǎn)少，管路不易松動，排污簡單徹底，全不銹鋼材質(zhì)，使用壽命長。

圖3 簡化計量管路結(jié)構(gòu)

2）排污放空閥門設(shè)置于計量管路橫豎兩根直管交叉處，排污口垂直向下，排污球閥打開的瞬間，通過管線內(nèi)壓力，瞬間可將橫豎兩根管路中的雜質(zhì)液體排除干凈。管線安裝過程中的傾斜角，可以將積液匯集在排污放空球閥上部，排污時通過壓力直接吹掃出管路，避免了閥門、儀表連接口處積液凍堵無法排出的情況。

3）排污閥門增加二次球閥，因原料氣組分復(fù)雜，長時間開關(guān)球閥進(jìn)行排污操作，球閥易損壞。增加二次球閥，一次球閥常開，二次球閥進(jìn)行日常排污工作，二次故障時，可關(guān)閉一次球閥進(jìn)行更換。保證了排污裝置長時間穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 增加電伴熱及保溫

通過加熱保溫的方式防止冷凝物的形成，電伴熱跟管線之間緊密的貼合，如圖4所示，才能實現(xiàn)加熱的最佳效果。由于引壓管路規(guī)格Φ18 mm×4 mm，電伴熱帶寬12 mm，最佳纏繞方式應(yīng)該是電伴熱帶沿管路下方直線敷設(shè)，不但節(jié)約了材料，還能實現(xiàn)伴熱帶與管線最大程度的貼合。表面通過保溫棉進(jìn)行包裹，有效地減少了熱量的流失。

圖4 電伴熱直線貼合纏繞法

通過溫度計監(jiān)測，保溫棉內(nèi)管道表面長時間保持40℃以上的溫度，完全杜絕了產(chǎn)生冷凝現(xiàn)象的必要條件，防止了積液凍堵造成計量故障的發(fā)生。

2.3 加大取樣管路管徑

通過現(xiàn)場實際測量，原有計量取壓管路規(guī)格為Φ14 mm×3 mm，將管線改為Φ18 mm×4 mm不銹鋼無縫鋼管。增大管線內(nèi)徑和介質(zhì)通過面積，有效降低了雜質(zhì)堵塞的幾率；隨著管路內(nèi)外徑和壁厚的增大，計量管路強(qiáng)硬度提升，增加了計量管路的穩(wěn)定性和可靠性。更換材質(zhì)后的計量管路，硬度較高，維修維護(hù)不易造成彎曲變形，絲扣連接處容易緊固，緊固穩(wěn)定性高。

3 應(yīng)用效果

3.1 降低了故障頻次

從計量管路結(jié)構(gòu)、保溫、管徑等方面入手，將現(xiàn)有計量裝置進(jìn)行改造，天然氣干線輸差故障率大大降低，保障了天然氣生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行和天然氣交接的準(zhǔn)確性。

3.2 經(jīng)濟(jì)效果

改造前累計巡檢78人次，出動長途車輛44臺、出動短途車輛34臺、常駐現(xiàn)場計量交接員一名。改造后累計巡檢12人次，出動長途車輛12臺，取消常駐現(xiàn)場計量交接員，減少了工作時間271 h，減少車輛成本4.134萬元，較2017年實現(xiàn)天然氣正輸差531.228×104m3。

4 結(jié)論

從計量管路結(jié)構(gòu)、保溫、管徑等方面入手，將現(xiàn)有計量裝置進(jìn)行了改造，減少了現(xiàn)場檢查的頻次和數(shù)量，大大降低了計量人員的勞動強(qiáng)度。改造后的裝置計量更加精準(zhǔn)，減少交接爭議。隨著計量故障的減少，降低了現(xiàn)場發(fā)生安全事故的可能性，提高了計量檢查的本質(zhì)安全性。