關(guān)于天然氣站場計(jì)量調(diào)壓設(shè)計(jì)的相關(guān)研究

鄧付平

摘要：近些年，天然氣已經(jīng)成為人們生活必不可少的一項(xiàng)能源，在進(jìn)入用戶終端前需要經(jīng)過城市門站的調(diào)壓、計(jì)量等功能操作。本文主要探討了我國天然氣站場的計(jì)量系統(tǒng)、我國天然氣站場的壓力流量控制系統(tǒng)、目前調(diào)壓流程方案的確定。

關(guān)鍵詞：天然氣站場;計(jì)量系統(tǒng);控制系統(tǒng)

一、我國天然氣站場的計(jì)量系統(tǒng)

在天然氣供應(yīng)的管理過程中，天然氣流量的計(jì)量對其流量輸送的穩(wěn)定性、安全性以及經(jīng)濟(jì)效應(yīng)起著關(guān)鍵的作用，企業(yè)在進(jìn)行天然氣工作的時(shí)候一定要對天然氣城市門站的計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)以及建設(shè)，從而在極大程度上提升計(jì)量系統(tǒng)的可靠性以及準(zhǔn)確性。除此以外企業(yè)還可以在兩個(gè)并聯(lián)電路之間增加串聯(lián)電路、在進(jìn)站高壓流量計(jì)量之間進(jìn)行對比流程，從而在一定程度上提升天然氣的安全性以及穩(wěn)定性。當(dāng)調(diào)壓計(jì)量系統(tǒng)在進(jìn)行工作的過程中，對其中任意一條流量計(jì)線路進(jìn)行臨時(shí)的更換，更換成為標(biāo)準(zhǔn)氣體流量計(jì)，就能夠?qū)崿F(xiàn)對另一條流量計(jì)電路進(jìn)行指定的標(biāo)定。當(dāng)然這種設(shè)計(jì)方案有利也有弊，其中優(yōu)點(diǎn)主要是能夠使得被檢測的流量計(jì)以及標(biāo)準(zhǔn)氣體流量計(jì)都在同樣的氣體壓力下進(jìn)行正常的工作，不會對二者造成過多的影響;而這種設(shè)計(jì)方案的主要缺點(diǎn)就是檢測出的數(shù)值不一定準(zhǔn)確，這主要是因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)氣體流量計(jì)在進(jìn)行工作時(shí)，其所構(gòu)成的某一組儀器表常數(shù)是在固定的操作條件下進(jìn)行工作測量出來的，當(dāng)對串聯(lián)的被檢測流量計(jì)進(jìn)行檢測標(biāo)定的時(shí)候，操作的情況會發(fā)生一定的變化，其中主要的有天然氣門站對外界供氣的環(huán)境等發(fā)生了一定的改變，在企業(yè)進(jìn)行天然氣發(fā)展的時(shí)候，一定要對標(biāo)準(zhǔn)氣體流量計(jì)儀器本身進(jìn)行不同情況以及壓力下的數(shù)值鑒定，然后將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比、整理以及分析，從而確保儀器的數(shù)值的有效性、可靠性以及準(zhǔn)確性。在一般正常的工作中，調(diào)壓器單元中每一個(gè)調(diào)壓路都是由兩臺調(diào)壓器通關(guān)串聯(lián)的方式組成的，除此以外，工作中的調(diào)壓器所采用的出口壓力要稍微低于監(jiān)控調(diào)壓器所規(guī)定的出口壓力，在正常情況下，當(dāng)企業(yè)進(jìn)行天然氣建設(shè)的時(shí)候會把監(jiān)控調(diào)壓器的閥口全部打開，當(dāng)在工作中出現(xiàn)工作調(diào)壓器發(fā)生故障的時(shí)候，出口壓力就會上升到監(jiān)控調(diào)壓器所設(shè)定的出口壓力值，從而使得監(jiān)控調(diào)壓器進(jìn)入正常的工作狀態(tài)。但是，即使在運(yùn)行路線發(fā)生故障的時(shí)候，出口壓力的數(shù)值仍然會繼續(xù)攀升，這個(gè)時(shí)候運(yùn)行路線上的超壓切斷閥就會發(fā)揮其作用，將運(yùn)行路線進(jìn)行切斷，然后自動的切換為備用路進(jìn)行工作，備用路與運(yùn)行路所使用的監(jiān)控調(diào)壓器以及工作調(diào)壓器的出口壓力應(yīng)該是設(shè)置為不同的，調(diào)壓器的出口壓力分為不同的等級，按照出口壓力的大小能夠?qū)⒊隹趬毫Ψ譃橐韵聨讉€(gè)程度：備用路工作調(diào)壓器、備用路監(jiān)控調(diào)壓器、運(yùn)行路工作調(diào)壓器以及運(yùn)行路監(jiān)控調(diào)壓器等。

二、我國天然氣站場的壓力流量控制系統(tǒng)

在對天然氣進(jìn)行正常工作的時(shí)候，一般情況下，天然氣在管道中進(jìn)行流通，天然氣所產(chǎn)生的壓力與流通之間存在著正比的關(guān)系，具體的來說就是，在相同的供氣環(huán)境以及同樣大小的運(yùn)輸管道中，天然氣的流量越大，所產(chǎn)生的壓力也就越大。即使天然氣中有預(yù)留的壓力量控制，但是這種預(yù)留的壓力量不可能對流量以及壓力進(jìn)行同時(shí)控制，企業(yè)在實(shí)際的工作過程中，會根據(jù)實(shí)際工況以及需求對流量以及壓力進(jìn)行分別的控制參數(shù)設(shè)計(jì)，串聯(lián)監(jiān)控是天然氣站場進(jìn)行工作時(shí)主要運(yùn)用的壓力控制系數(shù)，而且企業(yè)也只是在工作過程中在調(diào)節(jié)閥程序控制上增加了相應(yīng)的控制環(huán)節(jié)，從而有效的實(shí)現(xiàn)對流量的監(jiān)控目標(biāo)，企業(yè)一般的壓力流量控制系統(tǒng)主要有以下幾種設(shè)備所組成的調(diào)節(jié)閥、安全切斷閥、壓力變送器、壓力表、監(jiān)控調(diào)壓器、專用壓力流量控制器以及一些其它的相關(guān)設(shè)備和管路附件等等。監(jiān)控調(diào)壓器、調(diào)節(jié)閥以及安全切斷閥之間是相互獨(dú)立運(yùn)作的，互不干涉影響，按照一定的從上自下的順序，采用串聯(lián)的方式組裝在一起，形成一個(gè)監(jiān)控式且安全性能高的監(jiān)控系統(tǒng)來進(jìn)行工作。壓力流量系統(tǒng)在工作中起著至關(guān)重要的作用，其主要是采用了無人操作的設(shè)計(jì)來進(jìn)行工作的，主要是以PLC為基礎(chǔ)從而組成一個(gè)獨(dú)立運(yùn)作的壓力流量監(jiān)控器，實(shí)現(xiàn)對出站場壓力和流量進(jìn)行監(jiān)控：

（1）當(dāng)工作過程中的流量壓力接近或者超過流量值上限的時(shí)候，監(jiān)控調(diào)壓閥以及安全截?cái)嚅y就會處于全開的狀態(tài)，調(diào)節(jié)閥以及控制器都進(jìn)入控制流量的狀態(tài)中。其主要的過程是由控制器將問題信號傳輸出去，使得調(diào)節(jié)閥的開度進(jìn)行相應(yīng)的減少，從而控制天然氣流量不超過流量的上限值，這種狀態(tài)下，下游的供氣氣壓就會一定程度的低于原先設(shè)定好的壓力值。

（2）當(dāng)在工作過程中調(diào)節(jié)閥門出現(xiàn)了故障時(shí)，監(jiān)控調(diào)壓器也會出現(xiàn)一定的故障，這樣的情況下就不能對下游的供氣壓力進(jìn)行一定的控制，安全自動閥在這樣的工況下就會自動將該回路的起源進(jìn)行切斷，然后再由站控系統(tǒng)將備用回路開啟，將故障回路關(guān)閉，從而在極大程度上保障了供氣的連續(xù)性、穩(wěn)定性以及安全性。

（3）當(dāng)供氣流量在運(yùn)輸過程中低于預(yù)先設(shè)定的流量上限值時(shí)，監(jiān)控調(diào)節(jié)閥以及安全切斷閥就會處于一種全開的狀態(tài)，調(diào)節(jié)閥以及控制器也會因此處在一個(gè)壓力調(diào)節(jié)的狀態(tài)下。在這種情況下，調(diào)節(jié)閥以及控制器主要的工作就是對下游的供氣壓力控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，換句話說就是在規(guī)定的范圍內(nèi)，以不超過壓力上限值為原則滿足下游消費(fèi)者的需求。

三、目前調(diào)壓流程方案的確定

在天然氣工程的建設(shè)過程中，安全性是第一位的，在現(xiàn)階段，我國企業(yè)對運(yùn)輸管道所使用的調(diào)壓控制流程主要有以下五種：（1）單臺工作調(diào)壓閥+串聯(lián)一個(gè)監(jiān)控調(diào)壓閥（2）單臺工作調(diào)節(jié)閥（3）單臺工作調(diào)壓閥+串聯(lián)一個(gè)安全切斷閥（4）工作調(diào)節(jié)閥+安全切斷閥+監(jiān)控調(diào)壓閥（5）工作監(jiān)控調(diào)壓閥+安全切斷閥。單臺工作調(diào)壓閥+串聯(lián)一個(gè)監(jiān)控調(diào)壓閥這種方案是由兩種調(diào)壓閥通過串聯(lián)的方式組成的，對工作進(jìn)行分級監(jiān)控以及調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對下游壓力的監(jiān)控，除此以外，該方案的安全性能比較高，操作流程也較為簡單，但是同樣的需要工作人員進(jìn)行隨時(shí)的跟進(jìn)，對兩臺調(diào)壓閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)兩臺機(jī)器共同運(yùn)轉(zhuǎn)的目的。單臺工作調(diào)節(jié)閥的量程較小，運(yùn)行操作起來較為簡單，對工作人員的專業(yè)技能沒有較高的要求，但是也有著一定的缺點(diǎn)，這種方案在進(jìn)行的過程中需要工作人員一直跟在旁邊，隨時(shí)根據(jù)具體的變化情況對機(jī)器設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，而且安全性能也不是很高，當(dāng)發(fā)生氣量波動的時(shí)候，如果工作人員沒有及時(shí)的做出相應(yīng)的解決措施的話，就會導(dǎo)致下游的氣量也相應(yīng)的發(fā)生波動。工作監(jiān)控調(diào)壓閥+安全切斷閥以及單臺工作調(diào)壓閥+串聯(lián)一個(gè)安全切斷閥這兩種方案都是由安全切斷閥等設(shè)備組成的，這也使得兩種方案的安全性能極高，能夠在極大程度上維護(hù)下游壓力不超過壓力上限值，與此同時(shí)，這兩種方案的投資以及占地面積都不是很高，在一般情況下，監(jiān)控調(diào)壓閥以及安全切斷閥都處于全開狀態(tài)，工作調(diào)節(jié)閥主要是對下游壓力進(jìn)行監(jiān)督以及控制，當(dāng)控制器檢測到供氣流量超過了壓力的上限值以及接受到站控發(fā)送出來的信號時(shí)，工作調(diào)節(jié)閥以及控制器就會自動切換為控制流量狀態(tài)，在這種情況下，控制器會發(fā)出控制信號，從而限制供氣流量。

結(jié)束語

本文主要探討了我國天然氣站場的計(jì)量系統(tǒng)、我國天然氣站場的壓力流量控制系統(tǒng)、目前調(diào)壓流程方案的確定，希望以上內(nèi)容能對有關(guān)單位和企業(yè)有所幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]王樹立，趙會軍主編.輸氣管道設(shè)計(jì)與管理[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

[2]吳筱峰.城市天然氣廠站中調(diào)壓計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].煤氣與熱力，2010（07）.