天然气长输管道输差分析及控制措施

天然气长输管道输差分析及控制措施

杨庆亮 ,李鹏

中石油大港油田天然气公司，天津市300280

摘要：在天然气输送过程中，会产生一定的损耗问题，为此需要准确掌握天然气输送过程中的输差控制方法，构建科学的计量系统，以准确的计量仪表展现出具体输差，并按照输差结果制定相应的控制方案，从而能够有效提高天然气计量结果准确性，推动天然气行业高质量发展。输差是指在一个特定的时间内，流体介质输送过程中出现的输出贸易计量值与输入贸易计量值的差值。本文主要对天然气长输管道输差分析及控制措施做论述，详情如下。

关键词：天然气；长输管道；输差分析；控制措施

引言

随着时代的发展和社会的进步，人们对于能源的需求与日俱增，能源开发的数量和规模也随之增长。在我国当下能源结构中，煤炭依旧是最主要的能源，但是其数量正濒临匮乏，且煤炭资源的使用过程会对生态环境造成破坏。因此我国正努力改善能源结构，全力开发新型环保能源。天然气就是一种优质的清洁能源，当下已经广泛投入使用。天然气的输送是依靠天然气管道输配系统来完成的，其具备高效、安全、环保等优势，且此系统的普及程度在当下已经成为判断城市现代化建设程度的重要依据，因此对天然气管道输配系统的合理规划具有重要意义。

1输差概念

输差主要分为单点输差和系统输差。单点输差为某一个交接计量点的输差，即某个计量点在同一时间段内的计量差值。单点输差是天然气长输管道最常见的一种输差统计形式。单点输差是产生系统输差的主要原因之一。系统输差是指整个输送管网的输差，综合考虑了接气计量、输气计量、管网储气变化量、生活和生产用气量、空气量、损耗量等，也是长输管道运营管理公司(以下简称管输公司)气量盈亏情况的直观体现。

2天然气长输管道输差分析及控制措施

2.1加强管道和设备的运行监控

通过加强人员管理、采用SCADA系统、管道安全预警系统、加强巡检等技术手段和管理措施，尽量减少管道损耗量Q5。目前某管网公司使用SCADA系统，实现了对管线运行参数的自动采集及控制。若压力、温度、气体检测、流量等参数出现异常，系统会自动报警，及时发现和处理问题；同时，可以通过检测管道中压降速率，判断管道是否发生泄露，并触发管道截断隔离功能。管道安全预警系统通过沿线光纤预警，能检测到管道周围5m的动土事件，自动报警，准确定位，通过该系统及时发现动土事件和意外破坏事件。建立健全场站和管道的巡检制度，并规范作业流程。场站人员定期对工艺设备进行巡检验漏，发现设备泄漏时第一时间处理，减少泄漏损耗；在维修设备时，最大程度减少放空损耗；巡线人员定期对管道进行巡查，发现第三方施工或盗气行为时第一时间采取措施；对地质灾害高发的路段定期排查，对管线周边群众做好安全宣贯工作。加强长输管道内检测工作，确保管道完整性，防止发生泄漏。

2.2天然气管道输配系统中对于气源储备和调峰的规划

首先是气源储备。我国天然气对外依存度较高，储气量严重不足，导致我国天然气行业可持续发展建设受阻。气源储备的主要目的首先是为了满足城市天然气输配系统运行过程中的调峰需求，其次是为了避免气源供应遭受国际形势、市场波动等因素影响，作为一种战略手段，对气源采取一定储备措施。此外，如果上游管道供气压力过高，也可以利用高压管道进行储气来平衡供气压力。天然气的储气库类型很多，比如可以利用废气的矿井作为天然的地下储气库，既节约了成本，又能高效利用土地资源，同时满足大容量储气需求，在当下已经被广泛应用于天然气储备工作中，且具有良好的发展前景。比如云南昆明安宁岩穴储气库项目，就是对天然地下矿井的合理利用，可以作为参考项目进行地下储气库的研究。其次是调峰方案。在用气高峰阶段天然气管道会受到较大压力，而供气调峰的作用就是对天然气管道的供气压力起到一定调节作用，具体调峰手段可以分为供气和用气两个部分进行。按照城镇燃气设计相关规定，对于用户不稳定的燃气用气，供气方有义务对此进行调度改善，解决用气不均匀的问题，而针对供气不足的问题则需要由城市输配系统来解决。因此对于下游用户所需天然气的供气调峰需要以中上游为主，这项战略对于天然气管道输配系统的整体规划来讲是十分合理的，且具有良好的经济性。

2.3稳态管存

管道某一时刻实际容纳的气体数量称为管存，通常用工程标准状况下的体积表示。在计算上有两种方法：稳态管存和动态管存。稳态管存即认为管道运行工况为稳定工况，根据QSY05197—2019《油气管道输送损耗计算方法》中的天然气管道管存量计算方法，同时参考某国际天然气管道实际运行情况，可以用平均压力和平均温度表征管内气体当前状态，并以此为依据计算管存。天然气管道流动仿真就是采用离散手段将无法直接得到解析解的描述天然气管道流动的偏微分方程组转化为一系列离散代数方程组，借助计算机完成数值求解，再通过对数值结果的分析再现管道内天然气的不稳定流动状态。用来描述天然气在管道内流动状态的控制方程称为管道的数学模型，是由连续性方程、动量方程和能量方程构成守恒型的天然气管流的基本控制方程。

2.4天然气输差系统诊断方法

1）天然气输差异常系统诊断方法借鉴了标准化管理思路，并和天然气生产实际相结合，具有可操作性，在某气田得到了广泛应用。当输差监控系统出现异常警示，按诊断方法模版进行诊断和处理，目标导向明确，工作有序、高效，为计量标准化、智慧化、低碳化发展提供技术支撑。2）天然气输差异常系统诊断方法不仅规范了天然气输差异常诊断的秩序，减少了计量人员的主观性和随意性，而且输差管控能力得到显著提升，为维护企业合法效益提供了技术支撑。3）天然气输差异常系统诊断方法是长期计量工作技术和经验的积累，是宝贵的技术储备，并得到了保存，转化为企业的财富，不会因人员的流动而流失，使不同员工的工作效率和质量得到保证，也为员工教育培训提供了实用的资源。4）天然气输差异常系统诊断方法为广大天然气计量工作者提供了一种较好的管理思路，并在生产实践中不断丰富、完善和改进，为天然气产销企业输差管理提供借鉴和参考，为天然气高质量发展提供技术支撑。

结语

总而言之，随着国家对管道企业经济效益和环境保护监管政策要求，天然气管道输差会得到企业管理层更加重视。管道运行控制技术进步以及管道设计标准、计量仪表精度提高，天然气管道输差也会得到有效控制。可以预见，将管道输差控制在较低范围内成为行业普遍共识和国家硬性规定，也将成为管道核心竞争力的重要体现和发展目标。

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