謝偉（吉林油田公司勘察設(shè)計(jì)院）

扶余東區(qū)位于輸氣管網(wǎng)的末端，2011年冬季用氣量為12× 104m3/d，隨著下游用戶的需求量增加，總用氣量將達(dá)到37× 104m3/d，而扶余中區(qū)至東區(qū)只有1 條DN200 輸氣管線,目前運(yùn)行壓力0.5 MPa，最大輸氣量為15× 104m3/d。按照現(xiàn)在運(yùn)行壓力，該管線不能滿足扶余東區(qū)新增用氣量需求。因此，需要結(jié)合前大—松原—扶余沿線各用戶用氣量，統(tǒng)一考慮輸氣管網(wǎng)的調(diào)配，有必要進(jìn)行輸氣管網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化及改造。

1 前大—扶余輸氣管網(wǎng)提壓參數(shù)優(yōu)化

1.1 通過(guò)軟件進(jìn)行管網(wǎng)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)計(jì)算

前大—扶余輸氣管線設(shè)計(jì)壓力為4.0 MPa，目前運(yùn)行壓力為1.1 MPa，輸氣能力沒(méi)有得到發(fā)揮，輸氣管線具備提壓條件。通過(guò)軟件建立輸氣管網(wǎng)模型，模擬計(jì)算前大—松原—扶余輸氣管網(wǎng)提壓運(yùn)行，各個(gè)分輸站運(yùn)行壓力參數(shù)及輸氣量變化情況。

冬季，當(dāng)前大—松原壓力3.5 MPa，前大—松原輸氣量135× 104m3/d，扶余東區(qū)末端壓力0.5 MPa，東區(qū)輸氣量50× 104m3/d時(shí)，松原壓力為1.2 MPa，松原輸氣量106× 104m3/d。

夏季，當(dāng)前大—松原壓力2.05 MPa，前大—松原輸氣量75× 104m3/d，扶余東區(qū)末端壓力0.5 MPa，東區(qū)輸氣量30× 104m3/d 時(shí)，松原壓力為0.83 MPa，松原輸氣量63× 104m3/d。

可見(jiàn)，前大—松原—扶余輸氣主管線提壓運(yùn)行，能滿足松原及扶余地區(qū)用氣量需求。

1.2 優(yōu)化輸氣管網(wǎng)主管線流程和運(yùn)行參數(shù)

對(duì)前大—松原—扶余輸氣主管線提壓運(yùn)行改造，在主管線“T”接的各分輸站供氣支管線進(jìn)行調(diào)壓，采用電動(dòng)壓力調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)壓。調(diào)后壓力根據(jù)站內(nèi)用戶用氣量和用氣壓力需求來(lái)確定，本次涉及6座分輸站，增加電動(dòng)調(diào)壓閥10個(gè)，輸氣管網(wǎng)電動(dòng)調(diào)壓閥運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 輸氣管網(wǎng)電動(dòng)調(diào)壓閥運(yùn)行參數(shù)

提壓后前大—松原多輸氣85× 104m3/d，松原—扶余多輸氣60× 104m3/d，扶余東區(qū)多輸氣38×104m3/d。輸氣主管線提壓運(yùn)行，各個(gè)分輸站輸氣量顯著提高。

2 前大—扶余輸氣管網(wǎng)提壓儀表系統(tǒng)

2.1 壓力調(diào)節(jié)閥

2.1.1 工作原理

調(diào)節(jié)閥后安裝變送器，用來(lái)測(cè)量被調(diào)工藝參數(shù)。變送器的輸出被送到調(diào)節(jié)儀表——調(diào)節(jié)器，它確定并測(cè)量給定值或期望值與工藝參數(shù)的實(shí)際值之間的偏差，不斷地把校正信號(hào)送給最終控制元件——調(diào)節(jié)閥。閥門(mén)改變流體的流量，使工藝參數(shù)達(dá)到期望值。

2.1.2 控制失效因素分析

流過(guò)閥門(mén)的高流速介質(zhì)引起閥門(mén)氣蝕、閃蒸沖刷、振動(dòng)、噪聲等造成閥門(mén)的損壞，是調(diào)節(jié)閥控制失效的主要根源[1]。

2.2 電動(dòng)執(zhí)行器及控制系統(tǒng)

2.2.1 電動(dòng)執(zhí)行器

一種能提供直線或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，電動(dòng)執(zhí)行器與變送器、調(diào)節(jié)器等儀表配套使用，它以電源為動(dòng)力，接受4～20 mA DC信號(hào)，將此轉(zhuǎn)換成與輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)的直線位移，自動(dòng)地操縱閥門(mén)等調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，完成自動(dòng)調(diào)節(jié)任務(wù)，或者配用電動(dòng)操作器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手動(dòng)控制。

按照運(yùn)動(dòng)方式分為多回轉(zhuǎn)執(zhí)行器、部分回轉(zhuǎn)執(zhí)行器、直行程執(zhí)行器、搖臂型執(zhí)行器；根據(jù)動(dòng)作方式分為電動(dòng)開(kāi)關(guān)型和電動(dòng)調(diào)節(jié)型。

2.2.2 壓力變送器

壓力變送器能將接收的氣體、液體等壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的電流信號(hào)(4～20 mA DC)，以供給指示報(bào)警儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進(jìn)行測(cè)量、指示和過(guò)程調(diào)節(jié)。

壓力變送器主要由測(cè)壓元件傳感器、測(cè)量電路和過(guò)程連接件等組成[2-3]。

2.2.3 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)由CPU、存儲(chǔ)器、I/O模塊、通訊模塊、電源模塊及操作控制軟件等構(gòu)成。

加強(qiáng)生產(chǎn)運(yùn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)調(diào)整管網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)，避免管網(wǎng)流量、壓力大幅度波動(dòng)。結(jié)合實(shí)際工況，各個(gè)分輸站用氣壓力和用氣量變化頻繁，選用新型多級(jí)套筒式電動(dòng)壓力調(diào)節(jié)閥，電動(dòng)執(zhí)行器選用調(diào)節(jié)型多回轉(zhuǎn)執(zhí)行器，壓力檢測(cè)選用智能電容式壓力變送器。

3 結(jié)論

1）前大—松原—扶余輸氣主管線提壓運(yùn)行，充分利用已建管線，發(fā)揮管道輸氣能力，解決天然氣用戶用氣量需求。優(yōu)化輸氣管網(wǎng)主管線流程和運(yùn)行參數(shù)，提壓后前大—松原多輸氣85× 104m3/d，各個(gè)分輸站輸氣量顯著提高。

2）多級(jí)套筒式壓力調(diào)節(jié)閥解決了閥門(mén)氣蝕、閃蒸沖刷等問(wèn)題，電動(dòng)執(zhí)行器優(yōu)選節(jié)能耗電設(shè)備，電動(dòng)執(zhí)行器與變送器、控制系統(tǒng)等組成先進(jìn)儀表自控系統(tǒng)，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了自動(dòng)化程度，提高了輸氣管網(wǎng)壓力穩(wěn)定性及其安全性。

[1]陶宏偉.提升低壓輸氣管道操作壓力的方法[J].油氣儲(chǔ)運(yùn),2005,24(3):64-66．

[2]錢(qián)文斌,錢(qián)文斌,李丹華,等.提升輸氣管道輸氣量改造方案[J].管道技術(shù)與設(shè)備,2012,19(4):1-3．

[3]祁國(guó)成,魏巍,李國(guó)海,等.陜京輸氣管道的站控系統(tǒng)[J].天然氣與石油,2000,7(1):3-7．