調(diào)壓計量系統(tǒng)存在的問題

      靖西天然氣管道將陜北長慶氣田凈化后的天然氣輸往陜西關(guān)中地區(qū)、管道設(shè)計年輸氣能力為10×10⁸m³，于1997年建成投產(chǎn)。根據(jù)管線設(shè)計手冊，分輸站調(diào)壓計量區(qū)的典型設(shè)計（簡稱典型設(shè)計）。

      調(diào)壓計量系統(tǒng)主要完成對下游用戶的流量計量、設(shè)定、調(diào)節(jié)供氣壓力，保證平穩(wěn)供氣。該系統(tǒng)共有3條計量支路，通過支路切換，滿足不同的流量需求，其中兩條大支路一用一備。幾年的實際應(yīng)用表明，這種調(diào)壓計量系統(tǒng)應(yīng)用效果較好，但隨著下游用戶的發(fā)展，這種典型設(shè)計難以及時有效地控制氣量變化的全過程，對于氣量調(diào)配、計量漏失、峰谷差等問題缺乏有力的調(diào)控手段。

      調(diào)壓計量系統(tǒng)改造后的現(xiàn)場應(yīng)用

      2001年，對西安、咸陽等分輸站進行了工藝改造。在計量支路流量計與自力式調(diào)壓閥之間增加了流量調(diào)節(jié)閥，為現(xiàn)場調(diào)整、組合工藝設(shè)施．實現(xiàn)復(fù)雜供氣需求提供了手段，在流量控制、氣量調(diào)配等方面取得了良好的應(yīng)用效果。

      1 流量控制

      就理論而言，調(diào)壓閥可以實現(xiàn)對流量的控制，但在實際中卻存在著以下問題：

      （1）自力式調(diào)壓閥以閥前及閥后壓力為條件進行流量調(diào)節(jié)，其直接參照對象為壓力，難以實現(xiàn)對流量的精確調(diào)節(jié)。
      （2）以調(diào)壓閥進行流量調(diào)節(jié)，需對其指揮器重新設(shè)定，受工況影響，現(xiàn)場操作難度較大，而且花費時間較長。
      （3）在線調(diào)整設(shè)定調(diào)壓閥指揮器的壓力值，易導(dǎo)致瞬間停氣或流量超量程。
      （4）受氣體供求關(guān)系的影響，調(diào)壓閥的實際設(shè)定值與閥后壓力值不一定相等，當(dāng)供求關(guān)系逆轉(zhuǎn)時，容易發(fā)生事故。

      用流量調(diào)節(jié)閥控制流量，直接調(diào)節(jié)流通截面，現(xiàn)場操作方便、快捷、安全。

      2 減少計量漏失

      靖西輸氣管道各分輸站主要采用標(biāo)準(zhǔn)孔板計量裝置進行貿(mào)易結(jié)算，由于下游不均衡用氣，因此在輸氣生產(chǎn)中經(jīng)常會出現(xiàn)流量短時間超量程現(xiàn)象，導(dǎo)致計量漏失。在典型設(shè)計中，沒有流量控制手段，發(fā)現(xiàn)流量超量程后只能被迫用前后開關(guān)閥進行短時間的節(jié)流控制，嚴(yán)重地影響了開關(guān)閥的使用壽命，而且不利于安全生產(chǎn)。在日常輸氣生產(chǎn)中，主管道壓力波動較小。根據(jù)經(jīng)驗，不考慮其它因素的影響，計量支路上流量調(diào)節(jié)閥開度與供氣流量有一定的對應(yīng)關(guān)系，可以根據(jù)工況調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥，使其保持合適開度，從而抑制流量，避免流量超量程。

      3 氣量調(diào)配

      利用各站的流量調(diào)節(jié)閥，調(diào)度中心可以動態(tài)調(diào)整各下游用戶的供氣量，實現(xiàn)對天然氣氣量的統(tǒng)一調(diào)配，扭轉(zhuǎn)下游用戶用多少抽多少的被動局面。

      4 保護工藝設(shè)備

      （1）保護開關(guān)閥。流程切換是輸氣站*頻繁的工藝操作，在打開或關(guān)閉計量支路開關(guān)閥的過程中，劇烈的流量沖擊易沖蝕開關(guān)閥的密封面，導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)漏。根據(jù)流程切換操作規(guī)程，利用流量調(diào)節(jié)問結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢，在前后開關(guān)閥全開后，緩慢開啟流量調(diào)節(jié)問，可以將沖擊集中在流量調(diào)節(jié)間上，減少甚至消除流程切換過程中對上下游開關(guān)閥的瞬間沖擊，延長設(shè)備使用壽命。

      （2）保護調(diào)壓閥。靖西管道調(diào)壓計量支路主要采用的是美國FISHIER調(diào)節(jié)間和德國RMG調(diào)壓閥，易損件為閥套、閥芯、下閥體。采用調(diào)壓閥與流量調(diào)節(jié)閥聯(lián)合工作，合理調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥開度，盡可能使調(diào)壓閥閥套在大開度段運動，以增大調(diào)壓閥流通截面，分散沖蝕面。實踐證明，調(diào)壓閥與流量調(diào)節(jié)閥聯(lián)合工作，可以延長調(diào)壓閥易損件的更換周期，降低生產(chǎn)運行成本。

      5 保障間斷供氣

      對于間斷用氣或用氣量較小的連續(xù)用戶，通過供、用氣雙方協(xié)商，確定供氣壓力上下限，然后采用間斷供氣方式供氣。在實際供氣過程中，進出站壓差較大，初始供氣時不僅對設(shè)備沖擊較大，而且流量會出現(xiàn)短時間超量程，造成計量漏失。為了避免上述問題，可以在打開供氣支路的前后開關(guān)閥后，緩慢開啟流量調(diào)節(jié)間至合適位置，在流量不超量程的情況下安全、平穩(wěn)供氣。

      6 抑制喘流

      小流量供氣時，經(jīng)常會出現(xiàn)喘流現(xiàn)象，即流量呈準(zhǔn)周期性忽大忽小。分析認(rèn)為，在小流量段，調(diào)壓閥靈敏度下降，容易發(fā)生調(diào)節(jié)瞬時滯后或瞬時過量現(xiàn)象，導(dǎo)致喘流。采用減小流量調(diào)節(jié)閥開度，抑制調(diào)節(jié)瞬時過量階段，可以實現(xiàn)對喘流的抑制。

      7 保障間斷供氣至連續(xù)供氣的平穩(wěn)過渡

      隨著下游用氣量的增加，供氣次數(shù)逐漸增加。根據(jù)經(jīng)驗，當(dāng)日均供氣量大于流量計每日*小計量能力，且供氣次數(shù)大于6次/d時，可以考慮改用連續(xù)供氣方式。用流量調(diào)節(jié)間限流，削峰填谷，拉長供氣時間，使間斷供氣平穩(wěn)過渡至連續(xù)供氣。

      8 緩解日峰谷差對主管道的影響

      受用氣結(jié)構(gòu)及發(fā)展速度影響，不同的用戶用氣規(guī)律差異很大，個別用戶日峰谷差達十倍。生產(chǎn)上，可采用流量調(diào)節(jié)閥遏制高峰，使有儲氣能力的用戶自行消化日峰谷差，緩解甚至消除其對主管道的影響，減小長輸管道氣量調(diào)整的工作量和難度，為氣量的統(tǒng)一調(diào)配贏得更大的操作空間。

      9 緩解季節(jié)性峰谷差帶來的問題

      隨著下游用氣量的增加，季節(jié)性峰谷差所產(chǎn)生的問題越來越嚴(yán)峻，以2002年西安市用氣為例，末站設(shè)計供氣能力2.8×10⁸m³/a，約77×104m³/d。西安市實際需求：夏季為30×10⁴～40×10⁴m³/d，冬季約為2¹⁰×10⁴m³/d。季節(jié)性峰谷差約為5倍，冬季日需求約為設(shè)計供氣能力的3倍，典型設(shè)計中的工藝已遠遠不能滿足實際生產(chǎn)的需要。為了解決生產(chǎn)中的實際問題，采用了擴大單支路計量能力、合理調(diào)整各支路調(diào)壓閥壓力及流量調(diào)節(jié)閥開度、以兩支路或三支路同時供氣等措施，安全、平穩(wěn)地渡過了冬季高峰期。

      實踐證明，在調(diào)壓計量支路中引入流量調(diào)節(jié)閥，利用流量調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)功能，可以應(yīng)對更為復(fù)雜的供氣需求，為現(xiàn)場流量控制提供有力的手段，極大地方便了現(xiàn)場操作，這種做法在實踐中取得了較好的效果。

原創(chuàng)作者：浙江金鋒自動化儀表有限公司