天然气长输管道输差分析及控制措施

天然气长输管道输差分析及控制措施

常青

国家管网集团联合管道有限责任公司西部分公司，新疆  伊宁 835221

摘要：2020—2030年是实现“双碳”目标能源消费及碳总量达峰的第一阶段，而天然气具有低碳、高效、灵活等优点，作为我国能源转型期中最重要的低碳化石燃料，该能源还将保持较高的需求增长速度，具有广阔的发展前景。目前，我国天然气对外依存度约为44%，进口天然气输送主要采用管道进行。在管道沿线设置了大量的流量计对介质进行计量，但是天然气介质具有很强的压缩性，在进行输送的过程中会出现输差问题，输差问题的出现会引发计量争端，产生贸易纠纷。因此，对管道输差进行全面的控制十分关键。

关键词：天然气长输管道；输差；控制措施

1天然气输差产生的原因

1.1温度的影响

在天然气输送期间，由于管道过长，并且天然气从本质上来说就是气体，因此在输送天然气过程中，温度环境的变化，对天然气输送的效率产生一定的影响。温度就是一个比较重要的参数。因此，相关工作人员在对天然气展开输送工作过程中，因为途中经过的地区比较复杂，如果子沟管段，各个地区的温差较大，在此背景下，从而引发管道中的压力发生变化，进一步影响到输送的质量与效率。

1.2输送设备老化

相关工作人员在对天然气进行输送过程中，无法避免的就是输送设备存在老化的问题，从而出现输差的问题。基于此，相关工作人员需要全面维修输送的设备，防止设备老化问题的出现，当他们发现该问题发生时，需要对设备的零部件予以及时更换，设备老化就是一种运输天然气过程中比较重要的因素，随着设备老化问题的出现，进一步地影响天然气运输的质量及效率，与此同时还会为运输造成一定的损失。

1.3计量仪器误差

科学合理的选择计量用各仪器仪表，满足计量需要，但因各仪器仪表的误差存在，使得计量误差不可避免。以西二三线为例，上游中亚计量站设置有16路大口径流量计，进行天然气计量。下游霍尔果斯首站也设有16路流量计，用以提供计量对比数据。两站毗邻，管线距离较短，环境温度及工况基本一致。但每天输差仍旧在0.2%左右。这与计量所用的温变，压变，以及色谱组分数据的误差产生相关。而下游用户，受到自然环境与气源的影响，尤其在受温度压力以及气体组分变化等因素的影响下，必然会产生输送误差。尤其在未安装在线色谱的地区，固定组分的置入，影响天然气的压缩比计算，因此产生的流量误差会进一步加大。

1.4脉动流引发的误差

气流主要通过节流的装置，流动性质需要保持稳定的、亚音速的，又或者只是随着时间变化而变化的，不适用与脉动流的流量测量。现阶段，对于气田孔板的计量装置来说，主要安装在压缩机设备之后一百米内的外输管线上，重复形式压缩机的平稳运转、气体液体混合输入导致的液勇、冬季间歇井/解堵井频繁开关等，都能够在外输计量的管线中存在比较复杂的脉动流。然而真空流量计主要就是以平稳的流速参数作为根据，当存在一定的脉动流时，需要把在孔板位置产生正常的差压之外的额外差压，基于此，逐渐增大其差压的输出值会，从而存在流量正误差，根据有关文献指出，脉动流所引发的误差数值最大可以达到20%～30%。

2天然气长输管道输差控制的措施

2.1强化计量设备管理

为了对管道输差问题进行全面控制，首先需要强化计量设备的管理工作，在计量仪表选型、安装以及维护使用的各个环节需要采取合理的措施。首先，在进行管道设计的过程中，需要对管道的输送要求进行全面的分析，根据输送要求对仪表进行合理的选型，使得流量处于计量装置最佳计量范围内，如果管道内介质流量存在一定的波动，则可以安装2种型号的仪表，分别是量程相对较大的仪表和量程相对较小的仪表，在管道介质输送量相对较小时，使用量程相对较小的仪表；在管道介质输送量相对较大时，使用量程相对较大的仪表对其进行计量。建立合理的仪表管控机制，安装标准规范以及仪表的使用要求进行合理的安装专业，安装完成以后需要进行合理的调试以及检定。根据仪表的组成结构、运行机理以及使用要求，制定合理的仪表维护周期，定期对仪表进行检查和检定，以此提高仪表计量的精度。

2.2严格遵守设计标准及安装规范

管道沿线场站的数量相对较多，且随着管道总长度的提升，管道沿线场站的数量也会增加，在进行场站设计的过程中，需要充分考虑影响场站运行的因素，采取最佳的场站设计方案，并对场站的设计工作进行合理的优化。在进行流量计安装的过程中，必须遵守相关的标准以及规范，如果流量计没有与调整器配合使用，则需要在流量计的前端位置处增设长度为50D（D为管道直径）的直管，如果流量计与调整器配合使用，则需要在流量计的前端位置处增设长度为30D的直管。一般情况下，调整器需要安装在流量计前端10D位置处，对于流量计的后端位置处而言，也需要增设长度为5D的直管。

2.3合理进行放空作业及检维修

放空作业以及检维修作业是管道运行管理的重要组成部分，在对管道进行管理的过程中，需要根据管道运行的实际情况，由生产运行部门进行统筹安排，做好放空作业以及检维修作业的规划，合理安排作业时间，同时，在开展放空作业以及检维修作业的过程中，也需要由相关工作人员对耗散量进行准确的计算，以此对管道输差进行全面的控制。对于管道沿线的温度变送器和压力变送器而言，在使用一段时间以后需要进行全面的检查，通过与正常运行的变送器进行对比，以此确定变送器中是否存在故障，在对变送器进行操作的过程中，需要保障操作程序的合理性以及正确性，对于温度变送器而言，工作人员还需要定期对其内部的导热油进行检查，查看导热油是否变质，以及导热油中是否存在杂质，如果存在问题，则需要立即对导热油进行更换，以此防止出现温度传输滞后问题。

2.4强化人员管理

对人员进行全面的培训以及管理也是对输差进行控制的重要措施。首先，需要对巡检人员进行全面的培训，使得巡检人员的专业性以及责任意识得到全面提升，在开展巡检工作的过程中，可以及时发现管道本体以及附件设备的泄漏问题，并及时处理，防止泄漏问题引发管道输差；其次，对设备操作人员进行培训，使得阀门操作水平得到全面提升；最后，需要充分重视数据统计工作，对统计数据进行及时的检查和分析，防止出现数据统计误差，避免因数据统计引发计量误差问题。

2.5输差定位预警

在具有存档管道的运行参数的基础上，创建计量数据库，应用仿真软件，进一步判断在管道中发生的一些异常的情况，对输差的发源地进行准确了解。譬如，通过现代信息技术，计算出所有路段中管道量水力摩阻的系数，由于其影响到管道的压降，不正常的压降方式用于预警输差。在天然气管道运输过程中，对数据库中的水力摩阻系数进行运用，通过比较，就会发现输差发生在管道段的哪一个位置。

3结语

随着国家对管道企业经济效益和环境保护监管政策要求，天然气管道输差会得到企业管理层更加重视。管道运行控制技术进步以及管道设计标准、计量仪表精度提高，天然气管道输差也会得到有效控制。可以预见，将管道输差控制在较低范围内成为行业普遍共识和国家硬性规定，也将成为管道核心竞争力的重要体现和发展目标。

参考文献

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