多氣源天然氣混合調(diào)配問題的探索與研究

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

多氣源天然氣混合調(diào)配問題的探索與研究

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

隨著社會的發(fā)展，天然氣在我們的生活中扮演著越來越重要的角色。天然氣是一種重要的自然資源，我國對天然氣的利用主要通過天然氣管網(wǎng)的運輸來實現(xiàn)。但是，目前的天然氣管網(wǎng)面臨一個很重要的問題，多種天然氣源在同一個天然氣管網(wǎng)中容易發(fā)生安全事故，保證多種天然氣源在同一個天然氣管網(wǎng)中穩(wěn)定而安全的輸送對我們來說非常有必要。

多氣源天然氣；混合調(diào)配；探索；研究

據(jù)統(tǒng)計，我國在未來10年內(nèi)對天然氣的需求量將會大幅度增長。眾所周知，我國的天然氣儲量并不多，需要從世界各地購買。從采購成本與采購范圍的角度考慮，我國建立了天然氣管運輸網(wǎng)。然而多種天然氣氣源用同一個氣管運輸網(wǎng)可能存在安全隱患，因此解決這一問題，實現(xiàn)多氣源天然氣的混合調(diào)配，對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)配是一項技術(shù)性超強的工作，目前，很多國家都致力于實現(xiàn)多氣源天然氣的科學(xué)調(diào)配。我國對于天然氣調(diào)配問題的研究相對較少，但是近幾年開展的西氣東輸工程對天然氣網(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管道中安全穩(wěn)定運輸，具體目標(biāo)是通過對天然氣本身的燃?xì)饣Q性、天然氣的輸氣管道網(wǎng)、對氣源天然氣的總體格局以及下游消費者進(jìn)行總體分析，利用科學(xué)的計算方法，算出天然氣氣質(zhì)允許的變化范圍，在保證運輸高效性，大量運輸天然氣，最大限度的開拓天然氣市場。

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氣等惰性氣體的含量就有差別，雖然這些差異非常小，但是卻可能對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，那么可能對整個天然氣輸送工程造成一定的影響，也可能對天然氣的流量計進(jìn)度造成影響。確保消費者使用天然氣的安全性與高效性，是輸送天然氣要實現(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)量上的可互換性對于天然氣輸送來說非常重要。天然氣混合輸送之前的核心問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 混合氣源的密度會對計量產(chǎn)生一定的影響，如果計量不慎，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)量流量計稱出來的數(shù)值，至于這一數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，取決于計量檢測機構(gòu)的檢測是否標(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)量流量計計算出來的數(shù)值而設(shè)定的，它可以一次性修改先前質(zhì)量流量計計算所存在的誤差，但是不允許二次修正。因此，在這三個因素中，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。一般來說，相關(guān)部門會計算出一個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。實際上，混合天然氣并非理想氣體，在計算其密度時難免出現(xiàn)一定的誤差，因此，我們需要為混合天然氣密度溫差設(shè)定一個科學(xué)的范圍，并將誤差控制在這個范圍之內(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)濟能力不夠，就會使用現(xiàn)成的管道網(wǎng)絡(luò)對混合天然氣進(jìn)行調(diào)峰。在我國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，實現(xiàn)互補。這種方式在一定程度上是經(jīng)濟實用的，為公司節(jié)約了運輸成本。

3 結(jié)語

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。我國的天然氣儲量不足，需要大范圍的從國外進(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，只有解決了這個問題，才有可能實現(xiàn)天然氣的安全輸送。

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