長輸天然氣管網(wǎng)綜合輸差的分析與控制

馬開冀　王曉靜（江西省天然氣有限公司，江西　九江　330300）

長輸天然氣管網(wǎng)綜合輸差的分析與控制

馬開冀王曉靜（江西省天然氣有限公司，江西九江330300）

江西省天然氣有限公司一期管網(wǎng)投運(yùn)公里數(shù)和進(jìn)銷氣量日益增長，如何控制生產(chǎn)成本就成為公司所面臨的問題之一。針對(duì)輸氣系統(tǒng)的輸差問題，結(jié)合國內(nèi)其他長輸天然氣管網(wǎng)對(duì)控制綜合輸差的經(jīng)驗(yàn)，從理論出發(fā)，分析產(chǎn)生誤差的原因，并對(duì)其提出分析方法和控制措施。

天然氣管網(wǎng)；綜合輸差；計(jì)量；壓縮因子；分析應(yīng)用

近年來，江西市場(chǎng)對(duì)天然氣的需求量的不斷增加，供需雙方對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確度的要求也越來越高。綜合輸差作為企業(yè)控制生產(chǎn)成本的關(guān)鍵指標(biāo)，直接反應(yīng)出了計(jì)量工作的好壞，由于直接關(guān)系到供銷雙方的利益，那么對(duì)綜合輸差的分析與控制工作就顯得尤為重要。

1　管網(wǎng)概況

江西天然氣一期管網(wǎng)主要承接川氣東送入贛天然氣，覆蓋南昌、九江、景德鎮(zhèn)、鷹潭、撫州、宜春、上饒、新余等8個(gè)設(shè)區(qū)市、28個(gè)縣（市、區(qū)）。目前運(yùn)行管道包括九高線、九景線、高余線、余景線四條干線以及14條支線。

2　產(chǎn)生輸差的原因分析：

SY/T 5922-2012天然氣管道運(yùn)行規(guī)范中明確給出了輸氣量差值的計(jì)算公式，即：

（1）

式中：

—某一時(shí)間輸氣管道內(nèi)平衡輸氣量的差值（）；

—同一時(shí)間內(nèi)的輸入氣量（）；

—同一時(shí)間內(nèi)的輸出氣量（）；

—同一時(shí)間內(nèi)輸氣單位的生產(chǎn)、生活用氣量（）；

—同一時(shí)間內(nèi)的放空氣量（）；

—計(jì)算時(shí)間開始時(shí)，管道計(jì)算段內(nèi)的儲(chǔ)存氣量（）；

—計(jì)算時(shí)間終了時(shí)，管道計(jì)算段內(nèi)的儲(chǔ)存氣量（）；

注：氣體體積的標(biāo)準(zhǔn)參比條件是=0.101325MPa，=293.15K。

根據(jù)實(shí)際氣體狀態(tài)方程 可推導(dǎo)出標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下管存量的理論計(jì)算公式：

（2）

式中：

LP—管存（Nm3）；

V—管容（）；

p—管道內(nèi)實(shí)際平均壓力（MPa）；

T—管道內(nèi)實(shí)際平均溫度（K）；

Z—實(shí)際氣體壓縮因子；

—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的壓力，0.101325MPa；

—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的溫度，293.15K；

—理想氣體壓縮因子。

由公式（1）、（2）可看出，產(chǎn)生輸差的幾個(gè)因素有：

2.1流量的測(cè)量誤差

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況，影響超聲波流量計(jì)對(duì)工況流量測(cè)量的因素主要是計(jì)量系統(tǒng)各設(shè)備的工作狀態(tài)與流體流態(tài)的變化。

（1）流量計(jì)每對(duì)傳感器的工作狀態(tài)；

聲波的順流傳輸時(shí)間和逆流傳輸時(shí)間是由一對(duì)傳感器同時(shí)測(cè)得的，而傳感器的性能是否可靠，將直接影響計(jì)算結(jié)果的有效性。

工程師可使用Meter Link和CUI等軟件連接現(xiàn)場(chǎng)表頭查看其工作狀態(tài)。增益值、信噪比、信號(hào)質(zhì)量等參數(shù)值就是對(duì)工作傳感器性能的評(píng)估。

（2）流體流態(tài)的變化；

流態(tài)的變化有可能引起流體偏心流、橫向流和漩渦等不穩(wěn)定流動(dòng)，這種不穩(wěn)定流態(tài)，將導(dǎo)致傳感器檢測(cè)到的A、B、C、D四組聲道的流速差異較大。理想狀態(tài)時(shí)，A、D兩組聲道所測(cè)得的流速大致相同并且速度較慢（靠近管壁，由管壁摩擦引起），B、C兩組聲道所測(cè)得的流速大致相同且流速較快。

當(dāng)有不穩(wěn)定流態(tài)流體通過時(shí)，四組傳感器所測(cè)得流速也就差異較大，計(jì)算平均流速時(shí)對(duì)四組聲速值加入了權(quán)重因子，以減小不穩(wěn)定流態(tài)對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響。如果某個(gè)流速值發(fā)生不正常變化，那么計(jì)算結(jié)果就與真實(shí)值產(chǎn)生偏差，影響計(jì)量的準(zhǔn)確性。

流體流態(tài)分為層流和紊流兩種狀態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中可以導(dǎo)致流體流態(tài)發(fā)生的因素有很多，如流量計(jì)前后直管段安裝長度不符合規(guī)范、流量計(jì)前后存在較大降壓現(xiàn)象、流量計(jì)前球閥處于節(jié)流狀態(tài)、整流器被污物卡堵、安裝時(shí)墊片突入管道內(nèi)部等。

2.2輸氣系統(tǒng)的泄露

輸氣系統(tǒng)的泄漏可分為偶然性泄漏、長期性泄漏和運(yùn)行中的泄漏。偶然性泄漏是指輸氣系統(tǒng)長期運(yùn)行中發(fā)生腐蝕、輸配設(shè)備發(fā)生故障所導(dǎo)致的泄漏；長期性泄漏時(shí)指輸氣場(chǎng)站本身工藝設(shè)計(jì)的不合理或設(shè)備質(zhì)量問題導(dǎo)致的泄漏；運(yùn)行中的泄漏是指場(chǎng)站某些設(shè)備設(shè)計(jì)、維護(hù)及使用不當(dāng)造成損壞而引發(fā)的偶然性泄漏。

在日常的運(yùn)行當(dāng)中，輸氣系統(tǒng)的泄漏絕大部分都屬于偶然性泄漏。

2.3加強(qiáng)計(jì)量管理，提高人員素質(zhì)

計(jì)量系統(tǒng)的附加誤差是在安裝或長期使用過程中由于流體介質(zhì)的流態(tài)、腐蝕、沾污、測(cè)量儀表性能下降等原因造成的。因此，應(yīng)嚴(yán)格按照技術(shù)要求安裝計(jì)量系統(tǒng)內(nèi)的一次儀表和二次儀表，消除安裝誤差，在使用過程中，操作人員應(yīng)具備相應(yīng)的計(jì)量知識(shí)，做好系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的檢查、維護(hù)、保養(yǎng)和分析工作，同時(shí)，應(yīng)制定適應(yīng)公司要求的計(jì)量器具管理制度或具體管理辦法。

2.4加強(qiáng)輸氣系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)管理

完善管線SCADA系統(tǒng)，利用SCADA系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控參與計(jì)量的壓力、溫度、瞬時(shí)流量等相關(guān)參數(shù)，并對(duì)其設(shè)置上下報(bào)警限，當(dāng)參數(shù)值越限時(shí)，系統(tǒng)可發(fā)出聲光報(bào)警，值班調(diào)度可根據(jù)報(bào)警信息做出判斷，指揮相應(yīng)場(chǎng)站進(jìn)行流程切換或流量控制，避免長時(shí)間的流量超限所帶來的計(jì)量誤差。

建立輸氣系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫，為相關(guān)分析方法提供數(shù)據(jù)支持，并能實(shí)現(xiàn)輸氣系統(tǒng)發(fā)生泄漏時(shí)對(duì)泄漏點(diǎn)的及時(shí)定位，在對(duì)輸差產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析時(shí)，能有效的指導(dǎo)下一步工作，實(shí)現(xiàn)計(jì)量誤差的有效控制。

3　結(jié)語

隨著逐漸完善的計(jì)量管理制度，在結(jié)合科學(xué)有效的分析方法，輸氣系統(tǒng)的輸差問題一定能夠得到有效的控制，實(shí)現(xiàn)供需雙贏，避免計(jì)量糾紛。計(jì)量工作作為公司增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段，如何能有效的降低誤差，增強(qiáng)計(jì)量管理工作和技術(shù)水平，仍是我們將需努力探索的方向。

［1］SY/T 5922-2012天然氣管道運(yùn)行規(guī)范.

［2］GB/T 17747.2-1999天然氣壓縮因子的計(jì)算第2部分：用摩爾組分進(jìn)行計(jì)算.

［3］天然氣輸差的產(chǎn)生原因及降低途徑張書麗，尤永建.

［4］天然氣管道輸送計(jì)量輸差的控制賈宗賢.