調(diào)壓計(jì)量系統(tǒng)存在的問題 靖西天然氣管道將陜北長慶氣田凈化后的天然氣輸往陜西關(guān)中地區(qū)、管道設(shè)計(jì)年輸氣能力為10×108m3,于1997年建成投產(chǎn)。根據(jù)管線設(shè)計(jì)手冊(cè),分輸站調(diào)壓計(jì)量區(qū)的典型設(shè)計(jì)(簡(jiǎn)稱典型設(shè)計(jì))。
調(diào)壓計(jì)量系統(tǒng)主要完成對(duì)下游用戶的流量計(jì)量、設(shè)定、調(diào)節(jié)供氣壓力,保證平穩(wěn)供氣。該系統(tǒng)共有3條計(jì)量支路,通過支路切換,滿足不同的流量需求,其中兩條大支路一用一備。幾年的實(shí)際應(yīng)用表明,這種調(diào)壓計(jì)量系統(tǒng)應(yīng)用效果較好,但隨著下游用戶的發(fā)展,這種典型設(shè)計(jì)難以及時(shí)有效地控制氣量變化的全過程,對(duì)于氣量調(diào)配、計(jì)量漏失、峰谷差等問題缺乏有力的調(diào)控手段。
調(diào)壓計(jì)量系統(tǒng)改造后的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用
2001年,對(duì)西安、咸陽???分輸站進(jìn)行了工藝改造。在計(jì)量支路流量計(jì)與自力式調(diào)壓閥之間增加了流量調(diào)節(jié)閥,為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整、組合工藝設(shè)施.實(shí)現(xiàn)復(fù)雜供氣需求提供了手段,在流量控制、氣量調(diào)配等方面取得了良好的應(yīng)用效果。
1 流量控制
就理論而言,調(diào)壓閥可以實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的控制,但在實(shí)際中卻存在著以下問題:
(1)自力式調(diào)壓閥以閥前及閥后壓力為條件進(jìn)行流量調(diào)節(jié),其直接參照對(duì)象為壓力,難以實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的**調(diào)節(jié)。
(2)以調(diào)壓閥進(jìn)行流量調(diào)節(jié),需對(duì)其指揮器重新設(shè)定,受工況影響,現(xiàn)場(chǎng)操作難度較大,而且花費(fèi)時(shí)間較長。
(3)在線調(diào)整設(shè)定調(diào)壓閥指揮器的壓力值,易導(dǎo)致瞬間停氣或流量超量程。
(4)受氣體供求關(guān)系的影響,調(diào)壓閥的實(shí)際設(shè)定值與閥后壓力值不一定相等,當(dāng)供求關(guān)系逆轉(zhuǎn)時(shí),容易發(fā)生事故。
用流量調(diào)節(jié)閥控制流量,直接調(diào)節(jié)流通截面,現(xiàn)場(chǎng)操作方便、快捷、**。
2減少計(jì)量漏失
靖西輸氣管道各分輸站主要采用標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量裝置進(jìn)行貿(mào)易結(jié)算,由于下游不均衡用氣,因此在輸氣生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)流量短時(shí)間超量程現(xiàn)象,導(dǎo)致計(jì)量漏失。在典型設(shè)計(jì)中,沒有流量控制手段,發(fā)現(xiàn)流量超量程后只能被迫用前后開關(guān)閥進(jìn)行短時(shí)間的節(jié)流控制,嚴(yán)重地影響了開關(guān)閥的使用壽命,而且不利于**生產(chǎn)。在日常輸氣生產(chǎn)中,主管道壓力波動(dòng)較小。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),不考慮其它因素的影響,計(jì)量支路上流量調(diào)節(jié)閥開度與供氣流量有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系,可以根據(jù)工況調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥,使其保持合適開度,從而抑制流量,避免流量超量程。
3氣量調(diào)配
利用各站的流量調(diào)節(jié)閥,調(diào)度中心可以動(dòng)態(tài)調(diào)整各下游用戶的供氣量,實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣氣量的統(tǒng)一調(diào)配,扭轉(zhuǎn)下游用戶用多少抽多少的被動(dòng)局面。
4保護(hù)工藝設(shè)備
(1)保護(hù)開關(guān)閥。流程切換是輸氣站*頻繁的工藝操作,在打開或關(guān)閉計(jì)量支路開關(guān)閥的過程中,劇烈的流量沖擊易沖蝕開關(guān)閥的密封面,導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)漏。根據(jù)流程切換操作規(guī)程,利用流量調(diào)節(jié)問結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢(shì),在前后開關(guān)閥全開后,緩慢開啟流量調(diào)節(jié)問,可以將沖擊集中在流量調(diào)節(jié)間上,減少甚至消除流程切換過程中對(duì)上下游開關(guān)閥的瞬間沖擊,延長設(shè)備使用壽命。
(2)保護(hù)調(diào)壓閥。靖西管道調(diào)壓計(jì)量支路主要采用的是美國FISHIER調(diào)節(jié)間和德國RMG調(diào)壓閥,易損件為閥套、閥芯、下閥體。采用調(diào)壓閥與流量調(diào)節(jié)閥聯(lián)合工作,合理調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥開度,盡可能使調(diào)壓閥閥套在大開度段運(yùn)動(dòng),以增大調(diào)壓閥流通截面,分散沖蝕面。實(shí)踐證明,調(diào)壓閥與流量調(diào)節(jié)閥聯(lián)合工作,可以延長調(diào)壓閥易損件的更換周期,降低生產(chǎn)運(yùn)行成本。
5保障間斷供氣
對(duì)于間斷用氣或用氣量較小的連續(xù)用戶,通過供、用氣雙方協(xié)商,確定供氣壓力上下限,然后采用間斷供氣方式供氣。在實(shí)際供氣過程中,進(jìn)出站壓差較大,初始供氣時(shí)不僅對(duì)設(shè)備沖擊較大,而且流量會(huì)出現(xiàn)短時(shí)間超量程,造成計(jì)量漏失。為了避免上述問題,可以在打開供氣支路的前后開關(guān)閥后,緩慢開啟流量調(diào)節(jié)間至合適位置,在流量不超量程的情況下**、平穩(wěn)供氣。
6抑制喘流
小流量供氣時(shí),經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)喘流現(xiàn)象,即流量呈準(zhǔn)周期性忽大忽小。分析認(rèn)為,在小流量段,調(diào)壓閥靈敏度下降,容易發(fā)生調(diào)節(jié)瞬時(shí)滯后或瞬時(shí)過量現(xiàn)象,導(dǎo)致喘流。采用減小流量調(diào)節(jié)閥開度,抑制調(diào)節(jié)瞬時(shí)過量階段,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)喘流的抑制。
7保障間斷供氣至連續(xù)供氣的平穩(wěn)過渡
隨著下游用氣量的增加,供氣次數(shù)逐漸增加。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),當(dāng)日均供氣量大于流量計(jì)每日*小計(jì)量能力,且供氣次數(shù)大于6次/d時(shí),可以考慮改用連續(xù)供氣方式。用流量調(diào)節(jié)間限流,削峰填谷,拉長供氣時(shí)間,使間斷供氣平穩(wěn)過渡至連續(xù)供氣。
8緩解日峰谷差對(duì)主管道的影響
受用氣結(jié)構(gòu)及發(fā)展速度影響,不同的用戶用氣規(guī)律差異很大,個(gè)別用戶日峰谷差達(dá)十倍。生產(chǎn)上,可采用流量調(diào)節(jié)閥遏制高峰,使有儲(chǔ)氣能力的用戶自行消化日峰谷差,緩解甚至消除其對(duì)主管道的影響,減小長輸管道氣量調(diào)整的工作量和難度,為氣量的統(tǒng)一調(diào)配贏得更大的操作空間。
9緩解季節(jié)性峰谷差帶來的問題
隨著下游用氣量的增加,季節(jié)性峰谷差所產(chǎn)生的問題越來越嚴(yán)峻,以2002年西安市用氣為例,末站設(shè)計(jì)供氣能力2.8×108m3/a,約77×104m3/d。西安市實(shí)際需求:夏季為30×104~40×104m3/d,冬季約為210×104m3/d。季節(jié)性峰谷差約為5倍,冬季日需求約為設(shè)計(jì)供氣能力的3倍,典型設(shè)計(jì)中的工藝已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。為了解決生產(chǎn)中的實(shí)際問題,采用了擴(kuò)大單支路計(jì)量能力、合理調(diào)整各支路調(diào)壓閥壓力及流量調(diào)節(jié)閥開度、以兩支路或三支路同時(shí)供氣等措施,**、平穩(wěn)地渡過了冬季高峰期。
實(shí)踐證明,在調(diào)壓計(jì)量支路中引入流量調(diào)節(jié)閥,利用流量調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)功能,可以應(yīng)對(duì)更為復(fù)雜的供氣需求,為現(xiàn)場(chǎng)流量控制提供有力的手段,極大地方便了現(xiàn)場(chǎng)操作,這種做法在實(shí)踐中取得了較好的效果。