多氣源天然氣混合調配問題的探索與研究

王云龍（山西省燃氣規劃設計研究院有限責任公司， 山西 太原 030000）

多氣源天然氣混合調配問題的探索與研究

王云龍（山西省燃氣規劃設計研究院有限責任公司， 山西 太原 030000）

隨著社會的發展，天然氣在我們的生活中扮演著越來越重要的角色。天然氣是一種重要的自然資源，我國對天然氣的利用主要通過天然氣管網的運輸來實現。但是，目前的天然氣管網面臨一個很重要的問題，多種天然氣源在同一個天然氣管網中容易發生安全事故，保證多種天然氣源在同一個天然氣管網中穩定而安全的輸送對我們來說非常有必要。

多氣源天然氣；混合調配；探索；研究

據統計，我國在未來10年內對天然氣的需求量將會大幅度增長。眾所周知，我國的天然氣儲量并不多，需要從世界各地購買。從采購成本與采購范圍的角度考慮，我國建立了天然氣管運輸網。然而多種天然氣氣源用同一個氣管運輸網可能存在安全隱患，因此解決這一問題，實現多氣源天然氣的混合調配，對天然氣的使用有很大的促進作用。本文主要從天然氣氣源調配的目標、天然氣氣源調配的具體方法兩個方面加以闡述，其具體情況如下。

1 天然氣氣源調配的目標

多氣源天然氣的的調配是一項技術性超強的工作，目前，很多國家都致力于實現多氣源天然氣的科學調配。我國對于天然氣調配問題的研究相對較少，但是近幾年開展的西氣東輸工程對天然氣網的建設起到了很大的促進作用。天然氣調配保證了多氣源天然氣在同一個管道中安全穩定運輸，具體目標是通過對天然氣本身的燃氣互換性、天然氣的輸氣管道網、對氣源天然氣的總體格局以及下游消費者進行總體分析，利用科學的計算方法，算出天然氣氣質允許的變化范圍，在保證運輸高效性，大量運輸天然氣，最大限度的開拓天然氣市場。

2 天然氣氣源調配的具體方法

（1）分析氣源的混合成分 既然是多氣源調配問題，那么天然氣中肯定由至少兩種以上的氣體組合而成。不同的氣源來源可能不同，而且性質與熱值上都可能存在一些小的差異性。例如，不同天然氣氣源中的一氧化碳與氮氣等惰性氣體的含量就有差別，雖然這些差異非常小，但是卻可能對天然氣造成很大的改變。天然氣中的成分不同，那么天然氣的燃燒特性也不同，對燃氣裝置器的具體要求不同，燃燒的真正效率不同等，這種種因素如果得不到合理科學的分析，那么可能對整個天然氣輸送工程造成一定的影響，也可能對天然氣的流量計進度造成影響。確保消費者使用天然氣的安全性與高效性，是輸送天然氣要實現的最基本的目標。因此，分析天然氣的成分，確定不同氣體在氣體質量上的可互換性對于天然氣輸送來說非常重要。天然氣混合輸送之前的核心問題就是確定天然氣能不能混合，是否具有互換性。

（2）控制混合氣體的密度 混合氣源的密度會對計量產生一定的影響，如果計量不慎，可能造成一定的誤差?；旌蠚庠粗胁煌瑲怏w的含量不同就會導致混合氣體的密度不同，密度決定這混合氣體的體積數值。實際上，決定混合氣體體積數值的因素除了密度，還包括質量與當量系數。質量就是天然氣質量流量計稱出來的數值，至于這一數據是否準確，取決于計量檢測機構的檢測是否標準。而當量系數，也稱為儀表系數，這一系數是專門為了修正質量流量計計算出來的數值而設定的，它可以一次性修改先前質量流量計計算所存在的誤差，但是不允許二次修正。因此，在這三個因素中，最可控的就是混合氣體的密度，而密度也就是影響天然氣體積的核心因素。一般來說，相關部門會計算出一個混合天然氣氣體的理想密度，一般天然氣氣體理想密度的計算公式如下：d2= ∑X1×（M1/Mair），其中X1為天然氣組分的摩爾分數，M1為天然氣組分的摩爾質量，Mair為標準質量。實際上，混合天然氣并非理想氣體，在計算其密度時難免出現一定的誤差，因此，我們需要為混合天然氣密度溫差設定一個科學的范圍，并將誤差控制在這個范圍之內，保證混合天然氣的安全輸送。天然氣密度需要參照以下公式：d（t×p）=d2×Zmax（t×p）/Zair（t×p），其中Zmax（t×p）表示天然氣的壓縮因子，Zair（t×p）為標準組成空氣的壓縮因子。

（3）調峰 一般天然氣的下游消費者使用天然氣的量與區域范圍可能存在不均衡現象，另外，混合天然氣的輸送還能可能受到CNG的影響，這些因素都有可能對天然氣的輸送管道造成壓力，而且這些壓力還在不斷地波動中。因此，我們需要把天然氣管道壓控制在合理的范圍之內，以保證天然氣的安全輸送。一般采用的方法就是削峰填谷，但是由于有的天然氣輸送企業經濟能力不夠，就會使用現成的管道網絡對混合天然氣進行調峰。在我國的西氣東輸與川氣東輸工程中，經常使用調峰技術，將兩種氣質相似度非常高的氣體相互調配，實現互補。這種方式在一定程度上是經濟實用的，為公司節約了運輸成本。

3 結語

天然氣是地球上寶貴的自然資源，它在我們的生活中用處非常廣泛。我國的天然氣儲量不足，需要大范圍的從國外進口，因此，建設天然氣輸送管網絡非常有必要。在天然氣的輸送中，混合天然氣的調配是關鍵，只有解決了這個問題，才有可能實現天然氣的安全輸送。

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