天然氣集輸常見自動化儀表的可靠性分析

崔　靜（中國石油集團工程設計有限責任公司西南分公司，四川 成都 610000）

天然氣集輸常見自動化儀表的可靠性分析

崔靜
（中國石油集團工程設計有限責任公司西南分公司，四川 成都 610000）

天然氣集輸是繼氣田、開發和開采之后的一個非常重要的生產過程。它包括采集和輸送兩部分，通過這兩部分工藝的實施，可以獲得穩定、安全的天然氣，用于工業生產。但要想使天然氣集輸充分發揮作用，則需要保證這個生產過程中所采用自動化儀表可靠，以此精準的測量天然氣，保證天然氣中不存在雜質。所以，天然氣集輸中保證自動化儀表具有較高的可靠性是非常重要的。基于此點，本文將重點分析天然氣集輸常見自動化儀表的可靠性，以便提升天然氣集輸水平。

天然氣集輸；自動化儀表；可靠性

隨著我國經濟、科技的蓬勃發展，新工藝、新設備、新技術在天然氣集輸中發揮了重要作用，大大提高了天然氣集輸水平。就以自動化儀表來說，因受先進技術的影響，自動化儀表精準度更高、功能更多、應用更加方便。當然，在實際應用自動化儀表的過程中其容易受到某些因素的影響，使其可靠性不高。對此，筆者建議應當重點分析天然氣集輸中常見的自動化儀表，進而探究強化天然氣集輸常見自動化儀表的可靠性的方法。

一、天然氣集輸的概述

（一）天然氣集輸系統

天然氣集輸是從井口開始，將天然氣通過管網收集起來，經過預處理和氣體凈化，最后成為合格的商品天然氣，并外輸至用戶的整個生產過程。基于此點，可以充分說明，天然氣集輸系統是由采氣、集氣、配氣管線及輸氣干線；天然氣增壓站；天然氣凈化處理廠；集輸配氣場站；清管及防腐站組成的。由此可以說明，天然氣集輸系統的有效應用，可以對天然氣進行采集和處理，從而獲得純凈的、合格的商品天然氣。

（二）天然氣集輸工藝流程

天然氣集輸系統的有效運用，需要嚴格按照以下工藝流程展開作業，如此才能獲得優質的商品天然氣。

1 單井站。采用單井常溫分離工藝流程來進行天然氣處理，具體是從井口導出天然氣，直接經過針形閥節流降壓、水流加熱爐加熱，在此之后再經二級節流降壓后進入分離器進行處理，如此將天然氣的油、機械雜質等分離出來，將天然氣計量后進入集氣干線。

2 集氣站。采用常溫集氣分離流程。具體的做法是將單井站處理后的天然氣輸入到集氣站中，對天然氣進行節流調壓和分離計量等進行處理，進而準確計量天然氣。

3 脫水站。利用脫水站來處理天然氣，可以用低溫冷凝法、固體吸附脫水法等來進行天然氣脫水。具體的做法是將天然氣置于脫水站中，或進行低溫設置或采用脫水劑來進行天然氣處理，使天然氣中水分發生化學反應或冷凝，從而將水分分離出來。

4 配氣站。配氣站是天然氣集輸的最后一步，主要是的對天然氣進行分離、調壓、計量、添味處理后，直接輸送到工業生產中。

二、天然氣集輸系統中常見的自動化儀表

因自動化儀表應用于天然氣集輸系統中，所以常見的自動化儀表主要分為壓力、溫度、液位、氣體濃度。

（一）壓力

在天然氣集輸系統中，主要測量壓力的儀表是壓力變送器。隨著科學技術的發展，目前所應用的壓力變送器是電容式或智能式。這使得壓力變送器測量的準確性、可靠性有很大程度的提高。在天然氣集輸系統中，主要是應用智能式壓力變送器，測量天然氣開采、分離、調壓、計量、增壓、脫水等環節的壓力或壓力差，進而適當的調整作業環節，以確保天然氣符合用戶需求。

（二）溫度

在天然氣集輸系統中，用來測量溫度的儀表是接觸式溫度測量儀表。目前接觸式溫度測量儀表有兩種，即熱電阻和熱電偶。其中，熱電偶類型的接觸式溫度測量儀表是以熱電效應為基礎來進行運用的，而熱電阻類型的接觸式溫度測量儀表則是利用金屬導體的電阻值隨著溫度增加而增加的原理來進行運用的。因為在天然氣集輸的過程中，各個工藝環節對溫度的要求不同，因此熱電偶和熱電阻這兩種接觸式溫度測量儀表在天然氣集輸中均有應用，熱點偶主要是對低溫介質進行測量，熱電阻則是對高溫介質進行測量，如此可以相對準確的測量出天然氣集輸各個環節的溫度變化情況。

（三）液位

在天然氣集輸系統中，進行液位測量的儀表是浮筒式或差壓式液位變送器。其中浮筒式變送器有兩種，即彈簧式浮筒液位和扭力管式浮筒液位。這兩種類型的浮筒液位均利用了變浮力原理，在此基礎上，將浮筒作為液位測量的敏感元件，根據浮筒變動情況來確定分離污水或脫離甘醇液位。當然，以上兩種浮筒液位也存在一定的差異，彈簧式浮筒液位是彈簧在浮力變化下所引起垂直方向上的位移變化；而扭力管式浮筒液位則是扭力管在浮力變化下角位移發生變化。差壓式液位測量的應用原理則是液注受天然氣分離等工藝的影響產生靜壓，進而根據壓力變化情況測得分離的污水或甘醇液位。總之，浮筒式液位和差壓式液位均具有良好的應用效果，合理運用到天然氣集輸中，可以準確的測量出某些液體的液位。

（四）安全監測

因為天然氣的組成成分中包括甲烷和硫化氫，兩者均為有害氣體。為了避免在天然氣集輸的過程中，將甲烷、硫化氫分離出來，危害工作人員，在具體進行天然氣集輸處理中，需要采用可燃氣體檢測儀和硫化氫氣體檢測儀來對生產現場中硫化氫和甲烷等危險氣體濃度進行檢測，以此來保證天然氣集輸作業是安全的、可靠的。目前，在天然氣集輸系統中，可燃氣體檢測儀和硫化氫氣體檢測儀的應用方式有兩種，即固定式和便攜式。但因可燃氣體檢測儀采用的是催化燃燒型傳感器探頭，采用便攜式來應用可燃氣體檢測儀有利于發揮儀表的作用。

三、天然氣集輸常見自動化儀表的可靠性分析

基于以上對天然氣集輸常見自動化儀表的分析，要想提高自動化儀表的可靠性，則需要強化以下幾點。

（一）壓力儀表可靠性

為了提高壓力儀表可以在天然氣集輸中充分發揮作用，則需要提高壓力儀表的可靠性。而要想提高壓力變送器的可靠性，則需要注意控制以下幾點。其一，合理安裝。壓力變送器的內部存有防爆結構，其防爆等級為dⅡBT4級。為了避免壓力變送器安裝不合理，導致防爆接頭連接不緊密、信號電纜接頭留出過多、信號電纜未用整根電纜，這將會影響壓力變送器的應用。所以，在壓力變送器安裝時，需要根據規范要求，合理安裝壓力變送器，并做好信號電纜接頭的處理。其二，接地。壓力變送器外殼未接地或接地螺絲未擰緊等情況的發生，均可能影響壓力變送器的應用效果。所以，在壓力變送器接地作業時，一定要充分考慮可能出現的不良情況，進而有序的、有步驟的進行設備接地處理，并在完成施工作業后對壓力變壓器接地效果進行檢查驗收。

（二）增強液位儀表可靠性

由于液位儀表用于測量氣田生產現場天然氣分離出的污水和脫水過程中的甘醇。要想保證液位儀表可以有效的應用，就需要增強液位儀表的可靠性。

1 浮筒式液位儀表。強化浮筒式液位儀表需要做到以下幾點。其一，一些站場里，介質中雜質偏多，影響了浮筒的上下移動，造成測量偏差。為了避免此種情況發生，在設置浮動式液位時，則需要采用對彈簧的應用或牛立管的應用進行反復測試，避免兩者應用不靈活，影響浮筒的移動效果。其二，因介質密度和筒體壓力與實際情況之間存在差異，因此，需要以浮力的計算公式為準，即：ρgV=mg=G。在此基礎上，明確介質密度值，進而合理測量和計算筒體浮力值，從而可以提高測量浮力的準確性。其三，加強筒體控制是非常必要的。因為筒體直接接觸大氣，其中液體很少流動，則影響筒體的應用性。為了避免此種情況發生，需要對筒體加以保護，即采用適合的物質來保護筒體。

2 差壓式液位計

因為差壓式液位計是由于液柱產生的靜壓也相應變壓的原理。為了強化差壓式液位計，則是以液柱壓強計算公式為準，確定影響液柱高度的因素，進而合理進行壓力差計算，如此可以提高差壓式液位計的準確性。液柱壓強計算公式，即：P=pgh。

（三）增強安全監測儀表的可靠性

因為天然氣集輸系統中所應用的安全監測儀表是可燃氣體檢測儀和硫化氫檢測儀。兩種儀表的可靠應用，可以保證整個天然氣集輸作業現場安全，避免生命財產受到威脅。為了實現這一目的，則需要保證安全監測儀表合理接地、科學安裝。

（1）接地處理。為了提高可燃氣體檢測儀表和硫化氫檢測儀表可以安全應用，在對兩種儀表進行接地處理的過程中應當嚴格按照相關規范性要求，將儀表外殼和端子分別接地在強電和弱電兩個接地網上。

（2）安裝處理。在對可燃氣體檢測儀表和硫化氫檢測儀表進行安裝的過程中，需要重點注意的方面是防爆接頭的連接。即根據規范性要求，選用優質的防爆接線，按照規范的工藝來進行儀表的防爆接線，并對接線效果進行嚴格的檢查，提高防爆接線質量。

結語

在天然氣集輸系統中，壓力變送器、溫度測量儀表、浮動式或差壓式液位儀表、安全監測儀表作為常見的自動化儀表，在天然氣集輸中發揮重要作用。但因天然氣集輸作業中容易受到某些因素的影響，因此需要強化自動化儀表的安裝、接地、檢測、設置等，提高自動化儀表的可靠性，為提高天然氣集輸水平創造條件。

[1]張子文，李小龍，陳尚朋，等.天然氣集輸管網優化研究[J].中國石油和化工標準與質量，2013（05）：88.

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