調壓計量系統存在的問題 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中地區、管道設計年輸氣能力為10×108m3,于1997年建成投產。根據管線設計手冊,分輸站調壓計量區的典型設計(簡稱典型設計)。
調壓計量系統主要完成對下游用戶的流量計量、設定、調節供氣壓力,保證平穩供氣。該系統共有3條計量支路,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。幾年的實際應用表明,這種調壓計量系統應用效果較好,但隨著下游用戶的發展,這種典型設計難以及時有效地控制氣量變化的全過程,對于氣量調配、計量漏失、峰谷差等問題缺乏有力的調控手段。
調壓計量系統改造后的現場應用
2001年,對西安、咸陽???分輸站進行了工藝改造。在計量支路流量計與自力式調壓閥之間增加了流量調節閥,為現場調整、組合工藝設施.實現復雜供氣需求提供了手段,在流量控制、氣量調配等方面取得了良好的應用效果。
1 流量控制
就理論而言,調壓閥可以實現對流量的控制,但在實際中卻存在著以下問題:
(1)自力式調壓閥以閥前及閥后壓力為條件進行流量調節,其直接參照對象為壓力,難以實現對流量的**調節。
(2)以調壓閥進行流量調節,需對其指揮器重新設定,受工況影響,現場操作難度較大,而且花費時間較長。
(3)在線調整設定調壓閥指揮器的壓力值,易導致瞬間停氣或流量超量程。
(4)受氣體供求關系的影響,調壓閥的實際設定值與閥后壓力值不一定相等,當供求關系逆轉時,容易發生事故。
用流量調節閥控制流量,直接調節流通截面,現場操作方便、快捷、**。
2減少計量漏失
靖西輸氣管道各分輸站主要采用標準孔板計量裝置進行貿易結算,由于下游不均衡用氣,因此在輸氣生產中經常會出現流量短時間超量程現象,導致計量漏失。在典型設計中,沒有流量控制手段,發現流量超量程后只能被迫用前后開關閥進行短時間的節流控制,嚴重地影響了開關閥的使用壽命,而且不利于**生產。在日常輸氣生產中,主管道壓力波動較小。根據經驗,不考慮其它因素的影響,計量支路上流量調節閥開度與供氣流量有一定的對應關系,可以根據工況調整流量調節閥,使其保持合適開度,從而抑制流量,避免流量超量程。
3氣量調配
利用各站的流量調節閥,調度中心可以動態調整各下游用戶的供氣量,實現對天然氣氣量的統一調配,扭轉下游用戶用多少抽多少的被動局面。
4保護工藝設備
(1)保護開關閥。流程切換是輸氣站*頻繁的工藝操作,在打開或關閉計量支路開關閥的過程中,劇烈的流量沖擊易沖蝕開關閥的密封面,導致設備內漏。根據流程切換操作規程,利用流量調節問結構上的優勢,在前后開關閥全開后,緩慢開啟流量調節問,可以將沖擊集中在流量調節間上,減少甚至消除流程切換過程中對上下游開關閥的瞬間沖擊,延長設備使用壽命。
(2)保護調壓閥。靖西管道調壓計量支路主要采用的是美國FISHIER調節間和德國RMG調壓閥,易損件為閥套、閥芯、下閥體。采用調壓閥與流量調節閥聯合工作,合理調整流量調節閥開度,盡可能使調壓閥閥套在大開度段運動,以增大調壓閥流通截面,分散沖蝕面。實踐證明,調壓閥與流量調節閥聯合工作,可以延長調壓閥易損件的更換周期,降低生產運行成本。
5保障間斷供氣
對于間斷用氣或用氣量較小的連續用戶,通過供、用氣雙方協商,確定供氣壓力上下限,然后采用間斷供氣方式供氣。在實際供氣過程中,進出站壓差較大,初始供氣時不僅對設備沖擊較大,而且流量會出現短時間超量程,造成計量漏失。為了避免上述問題,可以在打開供氣支路的前后開關閥后,緩慢開啟流量調節間至合適位置,在流量不超量程的情況下**、平穩供氣。
6抑制喘流
小流量供氣時,經常會出現喘流現象,即流量呈準周期性忽大忽小。分析認為,在小流量段,調壓閥靈敏度下降,容易發生調節瞬時滯后或瞬時過量現象,導致喘流。采用減小流量調節閥開度,抑制調節瞬時過量階段,可以實現對喘流的抑制。
7保障間斷供氣至連續供氣的平穩過渡
隨著下游用氣量的增加,供氣次數逐漸增加。根據經驗,當日均供氣量大于流量計每日*小計量能力,且供氣次數大于6次/d時,可以考慮改用連續供氣方式。用流量調節間限流,削峰填谷,拉長供氣時間,使間斷供氣平穩過渡至連續供氣。
8緩解日峰谷差對主管道的影響
受用氣結構及發展速度影響,不同的用戶用氣規律差異很大,個別用戶日峰谷差達十倍。生產上,可采用流量調節閥遏制高峰,使有儲氣能力的用戶自行消化日峰谷差,緩解甚至消除其對主管道的影響,減小長輸管道氣量調整的工作量和難度,為氣量的統一調配贏得更大的操作空間。
9緩解季節性峰谷差帶來的問題
隨著下游用氣量的增加,季節性峰谷差所產生的問題越來越嚴峻,以2002年西安市用氣為例,末站設計供氣能力2.8×108m3/a,約77×104m3/d。西安市實際需求:夏季為30×104~40×104m3/d,冬季約為210×104m3/d。季節性峰谷差約為5倍,冬季日需求約為設計供氣能力的3倍,典型設計中的工藝已遠遠不能滿足實際生產的需要。為了解決生產中的實際問題,采用了擴大單支路計量能力、合理調整各支路調壓閥壓力及流量調節閥開度、以兩支路或三支路同時供氣等措施,**、平穩地渡過了冬季高峰期。
實踐證明,在調壓計量支路中引入流量調節閥,利用流量調節閥的調節功能,可以應對更為復雜的供氣需求,為現場流量控制提供有力的手段,極大地方便了現場操作,這種做法在實踐中取得了較好的效果。