长输管道天然气输差控制研究

作者:未知

  摘 要:我国能源供给结构不断深入调整,天然气在一次能源供应中占比不断攀升,长距离管道输气中输差问题的存在制约了天然气输送运维水平的继续提升,因而研究并解决长距离管道输送天然气的输差问题并进行解决与控制对于天然气未来的继续投入使用有着极为重要的现实意义。
  关键词:天然气;长距离管道;输差问题;控制
  1 天然气长距离管道输送输差概述
  据估计,2018年我国天然气消费量超过2766亿立方米,而根据当前发展态势进行估计,到2040年,天然氣在我国能源供应中的占比应能达到25%,这远远超过2017年底6.6%和2018年的8%,因而在未来很长一段时间范围内国内天然气供应还将不断增长,因而天然气传输与供应工作任务压力也在不断增大。天然气长距离管道输送输差问题指的是在长距离管道输送过程中,传输到用户的销售计量量与提供到管网系统的供给计量量之间存在有较大的差值,这个差值的存在使得天然气供给项目存在有较大的管理风险,造成资源和资金的浪费,制约着管网项目运维能力的进一步提升,是长距离管道输送天然气项目运维单位必须要协调解决并加以控制的问题之一。
  2 天然气长输管道输差原因机理及对应控制措施
  以某长距离管道输送工程为例,天然气的供给流程一般为:天然气气站—集输管网—输气干线—压气站—输气支线—分配站—调压计量站—用户等过程,为了保证天然气运输的有序性,在集输管网、压气站、调压计量站等多个节点设置有计量仪器进行计量,对天然气的输送量进行计算,而前后计量差值即所谓输差。通过天然气输送过程及各天然气供气项目调查,可以总结出造成输差现象的原因主要集中在计量仪表设备方面、自然环境因素方面、管网余气计算方面、管网意外泄放等等,以下对其输差产生机理及对应控制措施进行探讨。
  2.1 计量仪表设备方面
  虽然目前国内主要天然气长距离管道输送项目已经普及了自动化数据采集计量设备,但在实际运维过程中,很多场站的计量设备计量精度标准不统一,或者在进行计量过程中存在有部分仪表设备故障偏差等情况,虽然对于单次流量计量而言没有太大影响,但在大体量长时间的运行中,计量精度的差距往往会累积放大导致计量设备计量数据与实际数据之间出现有较大的偏差,由此导致前后计量偏差。因而在实践中,一方面是加强对计量仪表的维护管理,定期强检调校,保证可靠好用,另一方面是采用高精度计量仪表进行测量,尽量采用自动化连续化智能化仪表系统进行计量,以降低人员工作负担。
  2.2 自然环境因素方面
  主要指的是温度的影响。对于天然气计量仪表而言,无论采用超声波流量计还是涡轮流量计又或者腰轮流量计、孔板流量计等等其在计量过程中都不可避免的会受到温度因素的影响。由于天然气输送过程中是气相组态输送,因而根据气体平衡方程:
  PV=nRT,
  同等量的天然气在不同的温度作用下(输送中管网压力基本保持不变)其体积显示有着较大的区别,而体积显示无疑是当前计量仪器进行计量的主要计量参数,因而就会导致计量值与实际值之间出现有较大的差距。特别是我国西北地区昼夜温差较大,计量参数本身存在有较大的偏差,加之在进行管网计量时,进管网处与出管网处温度差距较大,因而也使得输差的大量存在。虽然温度变化对于天然气管网的计量工作产生较大影响,但也并不能为了保证计量的准确性就强制要求所有管网必须进行保温和伴热处理,在进行计量时可采用考虑温度影响的差异化计量方式,将各个计量点检测数值与即时温度进行联合整定分析,从而汇总成相对可靠的计量数据,减少影响。
  2.3 管网余气计算方面
  管网存气计算一般用经验估算公式进行计算:
  该计算公示并未考虑到管网存气量受到温度变化影响导致体积出现波动,因而出现有较大的输差存在。在进行计量计算时,应优化管网余气计算方式,如:
  其中PCP'表示计算终点时刻管线平均绝对压力,Z'表示计算终点时压缩系数,TCP'表示计算终点时管线平均温度。考虑了管线温度变化影响之后,其管网余气量计算的精确度才相对较高。
  2.4 管网意外泄放
  天然气管网的意外泄放是输差存在的一个重要原因,这个也是特别需要进行管控的地方。泄放方式主要有四种:第一种是沿线阀门、连接处等出现泄漏现象,导致天然气意外泄放;第二种是检修或者设备切换产生的意外泄放;第三种是意外事故如火灾爆炸事故导致的意外泄放;第四种是线路沿线偷气现象导致的意外泄放。对应的控制手段主要有:①加强对沿线阀门、连接处的泄漏查找,在阀门组位置或高泄放可能性位置可设置在线检测报警装置;②设备检修或切换时对局部管网余气进行收集,降低浪费;③加强安全管理,防止由于三违行为导致的火灾爆炸事故;④加大对偷气现象的打击力度,捍卫天然气资源的正常运输秩序。
  3 总结
  论文主要针对当前国内天然气长距离管道输送过程中出现的输差问题进行了探讨和研究,从计量仪表设备方面、自然环境因素方面、管网余气计算方面、管网外泄放等方面进行了输差原因的探讨并提出了对应的控制对策,为天然气长距离管道输差控制提供一定的参考意见和建议。
  参考文献:
  [1]杨诗怡.城市燃气管网计量输差控制研究[D].成都:西南石油大学,2015.
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