長輸管道天然氣輸差控制研究
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摘 要：我國能源供給結構不斷深入調整，天然氣在一次能源供應中占比不斷攀升，長距離管道輸氣中輸差問題的存在制約了天然氣輸送運維水平的繼續提升，因而研究并解決長距離管道輸送天然氣的輸差問題并進行解決與控制對于天然氣未來的繼續投入使用有著極為重要的現實意義。
關鍵詞：天然氣;長距離管道;輸差問題;控制
1 天然氣長距離管道輸送輸差概述
據估計，2018年我國天然氣消費量超過2766億立方米，而根據當前發展態勢進行估計，到2040年，天然氣在我國能源供應中的占比應能達到25%，這遠遠超過2017年底6.6%和2018年的8%，因而在未來很長一段時間范圍內國內天然氣供應還將不斷增長，因而天然氣傳輸與供應工作任務壓力也在不斷增大。天然氣長距離管道輸送輸差問題指的是在長距離管道輸送過程中，傳輸到用戶的銷售計量量與提供到管網系統的供給計量量之間存在有較大的差值，這個差值的存在使得天然氣供給項目存在有較大的管理風險，造成資源和資金的浪費，制約著管網項目運維能力的進一步提升，是長距離管道輸送天然氣項目運維單位必須要協調解決并加以控制的問題之一。
2 天然氣長輸管道輸差原因機理及對應控制措施
以某長距離管道輸送工程為例，天然氣的供給流程一般為：天然氣氣站—集輸管網—輸氣干線—壓氣站—輸氣支線—分配站—調壓計量站—用戶等過程，為了保證天然氣運輸的有序性，在集輸管網、壓氣站、調壓計量站等多個節點設置有計量儀器進行計量，對天然氣的輸送量進行計算，而前后計量差值即所謂輸差。通過天然氣輸送過程及各天然氣供氣項目調查，可以總結出造成輸差現象的原因主要集中在計量儀表設備方面、自然環境因素方面、管網余氣計算方面、管網意外泄放等等，以下對其輸差產生機理及對應控制措施進行探討。
2.1 計量儀表設備方面
雖然目前國內主要天然氣長距離管道輸送項目已經普及了自動化數據采集計量設備，但在實際運維過程中，很多場站的計量設備計量精度標準不統一，或者在進行計量過程中存在有部分儀表設備故障偏差等情況，雖然對于單次流量計量而言沒有太大影響，但在大體量長時間的運行中，計量精度的差距往往會累積放大導致計量設備計量數據與實際數據之間出現有較大的偏差，由此導致前后計量偏差。因而在實踐中，一方面是加強對計量儀表的維護管理，定期強檢調校，保證可靠好用，另一方面是采用高精度計量儀表進行測量，盡量采用自動化連續化智能化儀表系統進行計量，以降低人員工作負擔。
2.2 自然環境因素方面
主要指的是溫度的影響。對于天然氣計量儀表而言，無論采用超聲波流量計還是渦輪流量計又或者腰輪流量計、孔板流量計等等其在計量過程中都不可避免的會受到溫度因素的影響。由于天然氣輸送過程中是氣相組態輸送，因而根據氣體平衡方程：
PV=nRT，
同等量的天然氣在不同的溫度作用下（輸送中管網壓力基本保持不變）其體積顯示有著較大的區別，而體積顯示無疑是當前計量儀器進行計量的主要計量參數，因而就會導致計量值與實際值之間出現有較大的差距。特別是我國西北地區晝夜溫差較大，計量參數本身存在有較大的偏差，加之在進行管網計量時，進管網處與出管網處溫度差距較大，因而也使得輸差的大量存在。雖然溫度變化對于天然氣管網的計量工作產生較大影響，但也并不能為了保證計量的準確性就強制要求所有管網必須進行保溫和伴熱處理，在進行計量時可采用考慮溫度影響的差異化計量方式，將各個計量點檢測數值與即時溫度進行聯合整定分析，從而匯總成相對可靠的計量數據，減少影響。
2.3 管網余氣計算方面
管網存氣計算一般用經驗估算公式進行計算：
該計算公示并未考慮到管網存氣量受到溫度變化影響導致體積出現波動，因而出現有較大的輸差存在。在進行計量計算時，應優化管網余氣計算方式，如：
其中PCP'表示計算終點時刻管線平均絕對壓力，Z'表示計算終點時壓縮系數，TCP'表示計算終點時管線平均溫度?？紤]了管線溫度變化影響之后，其管網余氣量計算的精確度才相對較高。
2.4 管網意外泄放
天然氣管網的意外泄放是輸差存在的一個重要原因，這個也是特別需要進行管控的地方。泄放方式主要有四種：第一種是沿線閥門、連接處等出現泄漏現象，導致天然氣意外泄放;第二種是檢修或者設備切換產生的意外泄放;第三種是意外事故如火災爆炸事故導致的意外泄放;第四種是線路沿線偷氣現象導致的意外泄放。對應的控制手段主要有：①加強對沿線閥門、連接處的泄漏查找，在閥門組位置或高泄放可能性位置可設置在線檢測報警裝置;②設備檢修或切換時對局部管網余氣進行收集，降低浪費;③加強安全管理，防止由于三違行為導致的火災爆炸事故;④加大對偷氣現象的打擊力度，捍衛天然氣資源的正常運輸秩序。
3 總結
論文主要針對當前國內天然氣長距離管道輸送過程中出現的輸差問題進行了探討和研究，從計量儀表設備方面、自然環境因素方面、管網余氣計算方面、管網外泄放等方面進行了輸差原因的探討并提出了對應的控制對策，為天然氣長距離管道輸差控制提供一定的參考意見和建議。
參考文獻：
[1]楊詩怡.城市燃氣管網計量輸差控制研究[D].成都：西南石油大學，2015.
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