關于天然氣站場計量調壓設計的相關研究

鄧付平

摘要：近些年，天然氣已經成為人們生活必不可少的一項能源，在進入用戶終端前需要經過城市門站的調壓、計量等功能操作。本文主要探討了我國天然氣站場的計量系統、我國天然氣站場的壓力流量控制系統、目前調壓流程方案的確定。

關鍵詞：天然氣站場;計量系統;控制系統

一、我國天然氣站場的計量系統

在天然氣供應的管理過程中，天然氣流量的計量對其流量輸送的穩定性、安全性以及經濟效應起著關鍵的作用，企業在進行天然氣工作的時候一定要對天然氣城市門站的計量系統進行科學的設計以及建設，從而在極大程度上提升計量系統的可靠性以及準確性。除此以外企業還可以在兩個并聯電路之間增加串聯電路、在進站高壓流量計量之間進行對比流程，從而在一定程度上提升天然氣的安全性以及穩定性。當調壓計量系統在進行工作的過程中，對其中任意一條流量計線路進行臨時的更換，更換成為標準氣體流量計，就能夠實現對另一條流量計電路進行指定的標定。當然這種設計方案有利也有弊，其中優點主要是能夠使得被檢測的流量計以及標準氣體流量計都在同樣的氣體壓力下進行正常的工作，不會對二者造成過多的影響;而這種設計方案的主要缺點就是檢測出的數值不一定準確，這主要是因為標準氣體流量計在進行工作時，其所構成的某一組儀器表常數是在固定的操作條件下進行工作測量出來的，當對串聯的被檢測流量計進行檢測標定的時候，操作的情況會發生一定的變化，其中主要的有天然氣門站對外界供氣的環境等發生了一定的改變，在企業進行天然氣發展的時候，一定要對標準氣體流量計儀器本身進行不同情況以及壓力下的數值鑒定，然后將得到的數據進行對比、整理以及分析，從而確保儀器的數值的有效性、可靠性以及準確性。在一般正常的工作中，調壓器單元中每一個調壓路都是由兩臺調壓器通關串聯的方式組成的，除此以外，工作中的調壓器所采用的出口壓力要稍微低于監控調壓器所規定的出口壓力，在正常情況下，當企業進行天然氣建設的時候會把監控調壓器的閥口全部打開，當在工作中出現工作調壓器發生故障的時候，出口壓力就會上升到監控調壓器所設定的出口壓力值，從而使得監控調壓器進入正常的工作狀態。但是，即使在運行路線發生故障的時候，出口壓力的數值仍然會繼續攀升，這個時候運行路線上的超壓切斷閥就會發揮其作用，將運行路線進行切斷，然后自動的切換為備用路進行工作，備用路與運行路所使用的監控調壓器以及工作調壓器的出口壓力應該是設置為不同的，調壓器的出口壓力分為不同的等級，按照出口壓力的大小能夠將出口壓力分為以下幾個程度：備用路工作調壓器、備用路監控調壓器、運行路工作調壓器以及運行路監控調壓器等。

二、我國天然氣站場的壓力流量控制系統

在對天然氣進行正常工作的時候，一般情況下，天然氣在管道中進行流通，天然氣所產生的壓力與流通之間存在著正比的關系，具體的來說就是，在相同的供氣環境以及同樣大小的運輸管道中，天然氣的流量越大，所產生的壓力也就越大。即使天然氣中有預留的壓力量控制，但是這種預留的壓力量不可能對流量以及壓力進行同時控制，企業在實際的工作過程中，會根據實際工況以及需求對流量以及壓力進行分別的控制參數設計，串聯監控是天然氣站場進行工作時主要運用的壓力控制系數，而且企業也只是在工作過程中在調節閥程序控制上增加了相應的控制環節，從而有效的實現對流量的監控目標，企業一般的壓力流量控制系統主要有以下幾種設備所組成的調節閥、安全切斷閥、壓力變送器、壓力表、監控調壓器、專用壓力流量控制器以及一些其它的相關設備和管路附件等等。監控調壓器、調節閥以及安全切斷閥之間是相互獨立運作的，互不干涉影響，按照一定的從上自下的順序，采用串聯的方式組裝在一起，形成一個監控式且安全性能高的監控系統來進行工作。壓力流量系統在工作中起著至關重要的作用，其主要是采用了無人操作的設計來進行工作的，主要是以PLC為基礎從而組成一個獨立運作的壓力流量監控器，實現對出站場壓力和流量進行監控：

（1）當工作過程中的流量壓力接近或者超過流量值上限的時候，監控調壓閥以及安全截斷閥就會處于全開的狀態，調節閥以及控制器都進入控制流量的狀態中。其主要的過程是由控制器將問題信號傳輸出去，使得調節閥的開度進行相應的減少，從而控制天然氣流量不超過流量的上限值，這種狀態下，下游的供氣氣壓就會一定程度的低于原先設定好的壓力值。

（2）當在工作過程中調節閥門出現了故障時，監控調壓器也會出現一定的故障，這樣的情況下就不能對下游的供氣壓力進行一定的控制，安全自動閥在這樣的工況下就會自動將該回路的起源進行切斷，然后再由站控系統將備用回路開啟，將故障回路關閉，從而在極大程度上保障了供氣的連續性、穩定性以及安全性。

（3）當供氣流量在運輸過程中低于預先設定的流量上限值時，監控調節閥以及安全切斷閥就會處于一種全開的狀態，調節閥以及控制器也會因此處在一個壓力調節的狀態下。在這種情況下，調節閥以及控制器主要的工作就是對下游的供氣壓力控制在規定的范圍內，換句話說就是在規定的范圍內，以不超過壓力上限值為原則滿足下游消費者的需求。

三、目前調壓流程方案的確定

在天然氣工程的建設過程中，安全性是第一位的，在現階段，我國企業對運輸管道所使用的調壓控制流程主要有以下五種：（1）單臺工作調壓閥+串聯一個監控調壓閥（2）單臺工作調節閥（3）單臺工作調壓閥+串聯一個安全切斷閥（4）工作調節閥+安全切斷閥+監控調壓閥（5）工作監控調壓閥+安全切斷閥。單臺工作調壓閥+串聯一個監控調壓閥這種方案是由兩種調壓閥通過串聯的方式組成的，對工作進行分級監控以及調節，從而實現對下游壓力的監控，除此以外，該方案的安全性能比較高，操作流程也較為簡單，但是同樣的需要工作人員進行隨時的跟進，對兩臺調壓閥進行調節，從而實現兩臺機器共同運轉的目的。單臺工作調節閥的量程較小，運行操作起來較為簡單，對工作人員的專業技能沒有較高的要求，但是也有著一定的缺點，這種方案在進行的過程中需要工作人員一直跟在旁邊，隨時根據具體的變化情況對機器設備進行相應的調整，而且安全性能也不是很高，當發生氣量波動的時候，如果工作人員沒有及時的做出相應的解決措施的話，就會導致下游的氣量也相應的發生波動。工作監控調壓閥+安全切斷閥以及單臺工作調壓閥+串聯一個安全切斷閥這兩種方案都是由安全切斷閥等設備組成的，這也使得兩種方案的安全性能極高，能夠在極大程度上維護下游壓力不超過壓力上限值，與此同時，這兩種方案的投資以及占地面積都不是很高，在一般情況下，監控調壓閥以及安全切斷閥都處于全開狀態，工作調節閥主要是對下游壓力進行監督以及控制，當控制器檢測到供氣流量超過了壓力的上限值以及接受到站控發送出來的信號時，工作調節閥以及控制器就會自動切換為控制流量狀態，在這種情況下，控制器會發出控制信號，從而限制供氣流量。

結束語

本文主要探討了我國天然氣站場的計量系統、我國天然氣站場的壓力流量控制系統、目前調壓流程方案的確定，希望以上內容能對有關單位和企業有所幫助。

參考文獻

[1]王樹立，趙會軍主編.輸氣管道設計與管理[M].化學工業出版社，2006.

[2]吳筱峰.城市天然氣廠站中調壓計量系統的設計[J].煤氣與熱力，2010（07）.