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)投運公里數(shù)和進銷氣量日益增長，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)對控制綜合輸差的經(jīng)驗，從理論出發(fā)，分析產(chǎn)生誤差的原因，并對其提出分析方法和控制措施。

天然氣管網(wǎng)；綜合輸差；計量；壓縮因子；分析應(yīng)用

近年來，江西市場對天然氣的需求量的不斷增加，供需雙方對計量準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，直接反應(yīng)出了計量工作的好壞，由于直接關(guān)系到供銷雙方的利益，那么對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個設(shè)區(qū)市、28個縣（市、區(qū)）。目前運行管道包括九高線、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天然氣管道運行規(guī)范中明確給出了輸氣量差值的計算公式，即：

（1）

式中：

—某一時間輸氣管道內(nèi)平衡輸氣量的差值（）；

—同一時間內(nèi)的輸入氣量（）；

—同一時間內(nèi)的輸出氣量（）；

—同一時間內(nèi)輸氣單位的生產(chǎn)、生活用氣量（）；

—同一時間內(nèi)的放空氣量（）；

—計算時間開始時，管道計算段內(nèi)的儲存氣量（）；

—計算時間終了時，管道計算段內(nèi)的儲存氣量（）；

注：氣體體積的標準參比條件是=0.101325MPa，=293.15K。

根據(jù)實際氣體狀態(tài)方程 可推導(dǎo)出標準狀態(tài)下管存量的理論計算公式：

（2）

式中：

LP—管存（Nm3）；

V—管容（）；

p—管道內(nèi)實際平均壓力（MPa）；

T—管道內(nèi)實際平均溫度（K）；

Z—實際氣體壓縮因子；

—標準狀態(tài)下的壓力，0.101325MPa；

—標準狀態(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)生輸差的幾個因素有：

2.1流量的測量誤差

根據(jù)現(xiàn)場實際運行情況，影響超聲波流量計對工況流量測量的因素主要是計量系統(tǒng)各設(shè)備的工作狀態(tài)與流體流態(tài)的變化。

（1）流量計每對傳感器的工作狀態(tài)；

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

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

（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，這種不穩(wěn)定流態(tài)，將導(dǎo)致傳感器檢測到的A、B、C、D四組聲道的流速差異較大。理想狀態(tài)時，A、D兩組聲道所測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兩組聲道所測得的流速大致相同且流速較快。

當有不穩(wěn)定流態(tài)流體通過時，四組傳感器所測得流速也就差異較大，計算平均流速時對四組聲速值加入了權(quán)重因子，以減小不穩(wěn)定流態(tài)對計算結(jié)果的影響。如果某個流速值發(fā)生不正常變化，那么計算結(jié)果就與真實值產(chǎn)生偏差，影響計量的準確性。

流體流態(tài)分為層流和紊流兩種狀態(tài)，現(xiàn)場應(yīng)用中可以導(dǎo)致流體流態(tài)發(fā)生的因素有很多，如流量計前后直管段安裝長度不符合規(guī)范、流量計前后存在較大降壓現(xiàn)象、流量計前球閥處于節(jié)流狀態(tài)、整流器被污物卡堵、安裝時墊片突入管道內(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、長期性泄漏和運行中的泄漏。偶然性泄漏是指輸氣系統(tǒng)長期運行中發(fā)生腐蝕、輸配設(shè)備發(fā)生故障所導(dǎo)致的泄漏；長期性泄漏時指輸氣場站本身工藝設(shè)計的不合理或設(shè)備質(zhì)量問題導(dǎo)致的泄漏；運行中的泄漏是指場站某些設(shè)備設(shè)計、維護及使用不當造成損壞而引發(fā)的偶然性泄漏。

在日常的運行當中，輸氣系統(tǒng)的泄漏絕大部分都屬于偶然性泄漏。

2.3加強計量管理，提高人員素質(zhì)

計量系統(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、測量儀表性能下降等原因造成的。因此，應(yīng)嚴格按照技術(shù)要求安裝計量系統(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)的計量知識，做好系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的檢查、維護、保養(yǎng)和分析工作，同時，應(yīng)制定適應(yīng)公司要求的計量器具管理制度或具體管理辦法。

2.4加強輸氣系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)管理

完善管線SCADA系統(tǒng)，利用SCADA系統(tǒng)實時監(jiān)控參與計量的壓力、溫度、瞬時流量等相關(guān)參數(shù)，并對其設(shè)置上下報警限，當參數(shù)值越限時，系統(tǒng)可發(fā)出聲光報警，值班調(diào)度可根據(jù)報警信息做出判斷，指揮相應(yīng)場站進行流程切換或流量控制，避免長時間的流量超限所帶來的計量誤差。

建立輸氣系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)庫，為相關(guān)分析方法提供數(shù)據(jù)支持，并能實現(xiàn)輸氣系統(tǒng)發(fā)生泄漏時對泄漏點的及時定位，在對輸差產(chǎn)生的原因進行分析時，能有效的指導(dǎo)下一步工作，實現(xiàn)計量誤差的有效控制。

3　結(jié)語

隨著逐漸完善的計量管理制度，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，實現(xiàn)供需雙贏，避免計量糾紛。計量工作作為公司增強市場競爭力的重要手段，如何能有效的降低誤差，增強計量管理工作和技術(shù)水平，仍是我們將需努力探索的方向。

［1］SY/T 5922-2012天然氣管道運行規(guī)范.

［2］GB/T 17747.2-1999天然氣壓縮因子的計算第2部分：用摩爾組分進行計算.

［3］天然氣輸差的產(chǎn)生原因及降低途徑張書麗，尤永建.

［4］天然氣管道輸送計量輸差的控制賈宗賢.