调压计量系统存在的问题

      靖西天然气管道将陕北长庆气田净化后的天然气输往陕西关中地区、管道设计年输气能力为10×10⁸m³，于1997年建成投产。根据管线设计手册，分输站调压计量区的典型设计（简称典型设计）。

      调压计量系统主要完成对下游用户的流量计量、设定、调节供气压力，保证平稳供气。该系统共有3条计量支路，通过支路切换，满足不同的流量需求，其中两条大支路一用一备。几年的实际应用表明，这种调压计量系统应用效果较好，但随着下游用户的发展，这种典型设计难以及时有效地控制气量变化的全过程，对于气量调配、计量漏失、峰谷差等问题缺乏有力的调控手段。

      调压计量系统改造后的现场应用

      2001年，对西安、咸阳等分输站进行了工艺改造。在计量支路流量计与自力式调压阀之间增加了流量调节阀，为现场调整、组合工艺设施．实现复杂供气需求提供了手段，在流量控制、气量调配等方面取得了良好的应用效果。

      1 流量控制

      就理论而言，调压阀可以实现对流量的控制，但在实际中却存在着以下问题：

      （1）自力式调压阀以阀前及阀后压力为条件进行流量调节，其直接参照对象为压力，难以实现对流量的精确调节。
      （2）以调压阀进行流量调节，需对其指挥器重新设定，受工况影响，现场操作难度较大，而且花费时间较长。
      （3）在线调整设定调压阀指挥器的压力值，易导致瞬间停气或流量超量程。
      （4）受气体供求关系的影响，调压阀的实际设定值与阀后压力值不一定相等，当供求关系逆转时，容易发生事故。

      用流量调节阀控制流量，直接调节流通截面，现场操作方便、快捷、安全。

      2 减少计量漏失

      靖西输气管道各分输站主要采用标准孔板计量装置进行贸易结算，由于下游不均衡用气，因此在输气生产中经常会出现流量短时间超量程现象，导致计量漏失。在典型设计中，没有流量控制手段，发现流量超量程后只能被迫用前后开关阀进行短时间的节流控制，严重地影响了开关阀的使用寿命，而且不利于安全生产。在日常输气生产中，主管道压力波动较小。根据经验，不考虑其它因素的影响，计量支路上流量调节阀开度与供气流量有一定的对应关系，可以根据工况调整流量调节阀，使其保持合适开度，从而抑制流量，避免流量超量程。

      3 气量调配

      利用各站的流量调节阀，调度中心可以动态调整各下游用户的供气量，实现对天然气气量的统一调配，扭转下游用户用多少抽多少的被动局面。

      4 保护工艺设备

      （1）保护开关阀。流程切换是输气站*频繁的工艺操作，在打开或关闭计量支路开关阀的过程中，剧烈的流量冲击易冲蚀开关阀的密封面，导致设备内漏。根据流程切换操作规程，利用流量调节问结构上的优势，在前后开关阀全开后，缓慢开启流量调节问，可以将冲击集中在流量调节间上，减少甚至消除流程切换过程中对上下游开关阀的瞬间冲击，延长设备使用寿命。

      （2）保护调压阀。靖西管道调压计量支路主要采用的是美国FISHIER调节间和德国RMG调压阀，易损件为阀套、阀芯、下阀体。采用调压阀与流量调节阀联合工作，合理调整流量调节阀开度，尽可能使调压阀阀套在大开度段运动，以增大调压阀流通截面，分散冲蚀面。实践证明，调压阀与流量调节阀联合工作，可以延长调压阀易损件的更换周期，降低生产运行成本。

      5 保障间断供气

      对于间断用气或用气量较小的连续用户，通过供、用气双方协商，确定供气压力上下限，然后采用间断供气方式供气。在实际供气过程中，进出站压差较大，初始供气时不仅对设备冲击较大，而且流量会出现短时间超量程，造成计量漏失。为了避免上述问题，可以在打开供气支路的前后开关阀后，缓慢开启流量调节间至合适位置，在流量不超量程的情况下安全、平稳供气。

      6 抑制喘流

      小流量供气时，经常会出现喘流现象，即流量呈准周期性忽大忽小。分析认为，在小流量段，调压阀灵敏度下降，容易发生调节瞬时滞后或瞬时过量现象，导致喘流。采用减小流量调节阀开度，抑制调节瞬时过量阶段，可以实现对喘流的抑制。

      7 保障间断供气至连续供气的平稳过渡

      随着下游用气量的增加，供气次数逐渐增加。根据经验，当日均供气量大于流量计每日*小计量能力，且供气次数大于6次/d时，可以考虑改用连续供气方式。用流量调节间限流，削峰填谷，拉长供气时间，使间断供气平稳过渡至连续供气。

      8 缓解日峰谷差对主管道的影响

      受用气结构及发展速度影响，不同的用户用气规律差异很大，个别用户日峰谷差达十倍。生产上，可采用流量调节阀遏制高峰，使有储气能力的用户自行消化日峰谷差，缓解甚至消除其对主管道的影响，减小长输管道气量调整的工作量和难度，为气量的统一调配赢得更大的操作空间。

      9 缓解季节性峰谷差带来的问题

      随着下游用气量的增加，季节性峰谷差所产生的问题越来越严峻，以2002年西安市用气为例，末站设计供气能力2.8×10⁸m³/a，约77×104m³/d。西安市实际需求：夏季为30×10⁴～40×10⁴m³/d，冬季约为2¹⁰×10⁴m³/d。季节性峰谷差约为5倍，冬季日需求约为设计供气能力的3倍，典型设计中的工艺已远远不能满足实际生产的需要。为了解决生产中的实际问题，采用了扩大单支路计量能力、合理调整各支路调压阀压力及流量调节阀开度、以两支路或三支路同时供气等措施，安全、平稳地渡过了冬季高峰期。

      实践证明，在调压计量支路中引入流量调节阀，利用流量调节阀的调节功能，可以应对更为复杂的供气需求，为现场流量控制提供有力的手段，极大地方便了现场操作，这种做法在实践中取得了较好的效果。

原创作者：浙江金锋自动化仪表有限公司