天然氣輸送管道常用自動化儀表的可靠性分析

焦昱翔

[摘 要]天然氣管道主要是用于輸送天然氣，主要的功能是將開采的天然氣輸送到配氣中心，因此也被稱為配氣管道。天然氣輸送管道是我國輸送天然氣的主要方式，通過將管道輸送與自動化相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)效益最大化，節(jié)約管理成本。在天然氣集輸?shù)倪^程中，儀表的可靠性關(guān)系著生產(chǎn)安全以及生產(chǎn)效率，因此，它在天然氣工業(yè)中的作用十分重要。

[關(guān)鍵詞]天然氣集輸；自動化儀表；可靠性

中圖分類號：416.2 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）14-0349-01

天然氣輸送管道是一個相對復(fù)雜的系統(tǒng)，因為天然氣是易燃易爆的氣體，存在較大的危險性，因此對于天然氣輸送管道的管理，除了需要滿足現(xiàn)階段的居民需求之外，還需要滿足安全性的需求。天然氣管道輸送的自動化，通過采用自動化技術(shù)，對于開采的天然氣進行管理，并且將天然氣輸送到用戶處進行使用，從而構(gòu)建了一個集合天然氣開發(fā)、天然氣統(tǒng)一管理以及用戶使用的體系，形成了一個相對龐大的天然氣輸送管理系統(tǒng)。而且該系統(tǒng)還包括其中的壓氣站、分輸站、壓氣分輸站、儲氣庫等多類型站點，采用自動化技術(shù)，能夠?qū)ο嚓P(guān)站點、管道以及相應(yīng)的氣體輸送的參數(shù)進行管理，采用智能化、數(shù)字化以及自動化手段對天然氣管道進行管理。

1.常見自動化儀表種類和測量對象

常見的自動化儀表根據(jù)測量對象大致上有如下幾種情況。

1.1壓力測量

現(xiàn)階段在天然氣的集輸生產(chǎn)中測量壓力的主要儀表是壓力變送器，而智能型壓力變送器應(yīng)用比較廣泛，其中常用的ROSEMOUNT3051系列的電容式智能壓力變送器和橫河川儀EJA系列的單晶硅諧振式智能壓力變送器，它們主要用于測量天然氣開采、分離、調(diào)壓、計量、增壓、脫水等環(huán)節(jié)中的壓力，包括清管壓力、輸配氣壓力、輸氣干線以及用戶用氣壓力等壓力和差壓參數(shù)。

1.2 溫度測量

接觸式溫度測量儀表是天然氣生產(chǎn)的過程中，比較常見的一種溫度儀表，在實際生產(chǎn)中，應(yīng)用比較廣發(fā)的溫度儀表是熱電阻儀表，這是由于天然氣集輸過程中，要求的工作溫度并不高，所以使用熱電阻測量儀表。

1.3 液位測量

液位儀表在市場上種類較多，其基本上都是采用雷達式、浮筒式及差壓式液位變送器，主要用于分離器污水及脫水過程中液位的測量。而變浮力式液位計主要是彈簧式和扭力管式浮筒液位計，它們的基本原理都是采用變浮力的原理，進行液位測量主要通過浮筒作為敏感元件進行的。差壓式液位計本質(zhì)上就是一臺差壓計。

1.4 安全監(jiān)測

由于天然氣的部分組分是帶有毒性以及可燃性的，因此在實際生產(chǎn)的過程中，就要對生產(chǎn)環(huán)境進行實時監(jiān)測，來保證企業(yè)生產(chǎn)的安全性。安全檢測儀表的功能就是對生產(chǎn)現(xiàn)場的環(huán)境進行檢測，對各種有毒、可燃氣體進行實時檢測，通過儀表顯示有害氣體的濃度，然后測量人員通過檢測的結(jié)果，相應(yīng)的采取解決措施。目前市場上的安全檢測儀，其傳感器探頭有兩類，即催化燃燒型傳感器探頭、紅外型傳感器探頭。

2 可靠性分析

2.1 壓力儀表

1）安裝?，F(xiàn)場的壓力變送器的防爆結(jié)構(gòu)一般為隔爆型，防爆等級為dⅡBT4級，其信號電纜連接都采用的是防爆接頭加鎧裝電纜。在實際的安裝過程中，以下出現(xiàn)的幾種情況會對壓力儀表的可靠性帶來影響。①由于防爆探頭的連接出現(xiàn)了偏差，一旦有水流進儀表內(nèi)，儀表就會受到損壞；②電纜接線完畢之后，沒有注意到在電纜是否留的過長，以至于在恢復(fù)儀表的過程中，電纜受到破壞；③沒有選擇使用一根完整的電纜，而且電纜的中間接頭會隨著使用時間而受到破壞，導(dǎo)致最終儀表失靈。

2）接地。由于沒有對儀表進行規(guī)范的接地，一旦遭遇雷擊事故，儀表就很容易受到破壞。

3）使用。在使用儀表的過程中，沒有按照使用規(guī)則來使用，造成儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損壞。

2.2 溫度儀表

1）安裝。①由于防爆探頭的連接出現(xiàn)了偏差，一旦有水流進儀表內(nèi)，儀表就會受到損壞；②電纜接線完畢之后，沒有注意到在電纜是否留的過長，以至于在恢復(fù)儀表的過程中，電纜受到破壞；③輸出端子接線不牢，造成測量波動。

2）設(shè)計。比較典型的是鉑電阻插入深度的影響，例如：由于管線的口徑較小，不能夠滿足測量時深度要求，導(dǎo)致測量出現(xiàn)誤差。

2.3 液位儀表

1）浮筒式液位變送器。由于油氣田生產(chǎn)環(huán)境比較特殊，導(dǎo)致測量環(huán)境比較惡劣，而浮筒式液位計屬于變浮力式液位計，對測量有影響的因素有：①介質(zhì)中雜質(zhì)偏多，影響了浮筒的上下移動，造成測量偏差；②由于制造浮筒式液位計的材料質(zhì)量不高，一旦現(xiàn)場測量環(huán)境比較惡劣，浮筒式液位計就會受到環(huán)境的腐蝕，使液位無法準確的測量；③在儀表的實際選型計算中，由于筒體內(nèi)的壓力和介質(zhì)的密度與設(shè)想的情況出現(xiàn)了極大的偏差。

2）雷達式液位計。類他液位計在測量的時候是不允許探針和筒壁發(fā)生接觸的，因此影響其可靠性的除了受到電池波的干擾，還與是否受到外力作用有關(guān)。具體體現(xiàn)如下：①在測量液位時，如果液位波動起伏程度很大，那么對測量的結(jié)果也會造成很大影響；②在測量液位時，由于部分雜質(zhì)的存在，導(dǎo)致電磁波無法產(chǎn)生散射或者無法穿透，此時測量的液位并不是真實液位；③由于測量的介質(zhì)液體中，某些雜質(zhì)的介電常數(shù)很大，并且依附在液位計的探頭上，此時測量的液位也不是真實液位；④雷達式液位計的可靠性與是否收到外力作用有關(guān)，一旦液位計到外力作用，就很可能造成指針和筒壁發(fā)生接觸的現(xiàn)象，這樣液位就會發(fā)生偏差，給測量帶來誤差；

3）差壓式液位計。差壓式液位計實際上主要由液柱的壓力差反映液位的，所以液柱的高度與介質(zhì)的密度是直接影響測量的重要因素。以下的幾種情況都會給差壓式液位計的可靠性帶來影響。①由于理論計算的壓差和實際介質(zhì)的密度有一定誤差，導(dǎo)致儀表量程的設(shè)置錯誤，引起測量上的失誤；②沒有正確的確定高度值；③有些差壓式液位計在最初的設(shè)計過程中，是帶有平衡閥的，但是這些平衡閥由于關(guān)閉不緊密，就給測量帶來了誤差。

4）安全監(jiān)測儀表。由于測量現(xiàn)場的情況通常是比較惡劣的，另外天然氣的很多組分是有毒氣體，還有的組分是可燃的，這時候就需要安全檢測儀表來提前對測量現(xiàn)場的環(huán)境進行檢測了。測量人員通過檢測結(jié)果，就可以提前做好準備，避免測量過程中的安全事故發(fā)生。檢測儀表的安裝和使用不當都能對儀表的可靠性有所影響。

安裝： 由于防爆探頭的連接出現(xiàn)了偏差，一旦有水流進儀表內(nèi)，儀表就會受到損壞。

使用維護不當： 操作不規(guī)范導(dǎo)致防爆探討受到破壞；傳感器探頭過期未及時更換等。

3.結(jié)論與認識

隨著社會的不斷進步，在天然氣集輸上涌現(xiàn)了許許多多的工藝技術(shù)和自動化儀表，這些工藝技術(shù)和儀表的應(yīng)用，使油田企業(yè)的生產(chǎn)效率有較大的提高，由于油田現(xiàn)場環(huán)境比較特殊，腐蝕性物質(zhì)較多，直接影響到自動化儀表準確性、可靠性，為此，企業(yè)必須要對影響自動化儀表可靠性的因素進行分析總結(jié)，然后對存在的問題提出相應(yīng)的解決措施，通過可靠性較高的儀表設(shè)備來保證生產(chǎn)水平和生產(chǎn)安全。

對于提高自動化儀表在天然氣生產(chǎn)過程中的可靠性，不應(yīng)該單單注重儀表的本身，應(yīng)該綜合多方面的因素考慮，包括從基本設(shè)計、型號選擇、儀表安裝、日常維護以及使用環(huán)境等多方面進行綜合分析，認真查找影響儀表可靠性的因素，根據(jù)實際出現(xiàn)的情況，采取相應(yīng)的措施解決，另外還需要在儀表動態(tài)使用過程中提高其可靠性，從而保證生產(chǎn)的正常運行。

參考文獻

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