調(diào)壓器出口壓力對民用天然氣供銷差的影響

調(diào)壓器出口壓力對民用天然氣供銷差的影響摘要：根據(jù)調(diào)壓器出口壓力運(yùn)行工況特點(diǎn)，分析調(diào)高出口壓力對天然氣供銷差的影響，提出針對不同的用氣狀況，采取有效的解決方法，減小供銷差。關(guān)鍵詞：天然氣供應(yīng)；調(diào)壓器出口壓力；供銷差導(dǎo)致出現(xiàn)供銷差的因素很多，如計量設(shè)備精度、城市管網(wǎng)泄漏、外部溫度變化、經(jīng)營管理效率等，而不同的因素因各個公司的具體情況不同而影響程度不同。供銷差的大小，體現(xiàn)了天然氣公司的綜合管理水平，也直接關(guān)系到公司的經(jīng)營效益。如何針對各種不同的影響因素采取相應(yīng)的解決辦法，是眾多公司面臨的問題。各個公司都盡力尋找產(chǎn)生供銷差的原因，采取各種方法和措施，力爭從各個環(huán)節(jié)控制供銷差，以達(dá)到減小供銷差的目的。本文僅以民用調(diào)壓器為例，分析調(diào)壓器出口壓力對民用天然氣供銷差的影響。天然氣公司同上下游結(jié)算方法的差異SY/T6143—1996《天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計算方法》規(guī)定以溫度為293.15K、壓力為101.325kPa作為計量氣體體積流量的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。通常情況下，天然氣公司同上游供氣方的結(jié)算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積，而天然氣公司同下游用戶的結(jié)算是在調(diào)壓器后端接計量儀表來計算工況狀態(tài)的體積。在現(xiàn)階段，很多公司出于成本方面的考慮，低壓的計量儀表基本上沒有溫度和壓力補(bǔ)償裝置，因此，結(jié)算標(biāo)準(zhǔn)是工況狀態(tài)下的氣體體積。天然氣可用理想氣體的狀態(tài)方程表示［1］：pV=mRT(1)con式中p——燃?xì)獾慕^對壓力，PaV 燃?xì)獾捏w積，m3m 燃?xì)赓|(zhì)量，kgR——?dú)怏w常數(shù)，J/(kg?K)conT——燃?xì)獾臏囟?，K由于燃?xì)赓|(zhì)量m和氣體常數(shù)R…均為定值，因此，由式(1)可得：式中K——常量在溫度不變的情況下，壓力p和體積V成反比，即一定質(zhì)量的氣體隨壓力升高而體積變小，隨壓力降低而體積變大。這說明，當(dāng)調(diào)壓器出口端壓力發(fā)生變化時，其后端計量儀表的計量體積同時發(fā)生變化。因此，一定質(zhì)量的氣體，在兩種不同的狀態(tài)下，應(yīng)滿足式中p——狀態(tài)1的壓力，Pa1——狀態(tài)1的體積，m31T——狀態(tài)1的溫度，K1p——狀態(tài)2的壓力，Pa2——狀態(tài)2的體積，m32T——狀態(tài)2的溫度，K2在相近時間、地點(diǎn)，民用天然氣的調(diào)壓器出口在狀態(tài)1和狀態(tài)2時溫度變化不大，因此，暫不對溫度的影響進(jìn)行討論，可以近似地認(rèn)為T=T，可得：12pV=pV(4)1122當(dāng)壓力發(fā)生變化時，其體積變化為△VV=歲-％=(,-1)% (5)式中AV 體積變化量，m3由式(5)可以看出，在兩種狀態(tài)下，如果p高于p，則AV為負(fù)值，即體積21減小，并且p越高，AV的絕對值越大。不帶補(bǔ)償裝置的低壓計量儀表在計量2天然氣流量時僅僅是計量工況流量，因此，調(diào)壓器出口端壓力越高，其計量的體積就減少得越多，天然氣公司在結(jié)算時供銷差越大。調(diào)壓器出口壓力調(diào)高的幾種情況以樓棟調(diào)壓為例，介質(zhì)為天然氣時，樓棟調(diào)壓器額定出口壓力為2.40kPa，工作狀態(tài)時其壓力應(yīng)在±15%范圍內(nèi)波動，即出口壓力范圍應(yīng)為2.00?2.76kPa[2。]在實際的管理和維護(hù)中，由于用氣設(shè)備的不同，或設(shè)計上的局限或隨著燃?xì)庥脩舻牟粩嘌由旌桶l(fā)展，維護(hù)人員在現(xiàn)場處理某些情況時，不是嚴(yán)格按照調(diào)壓器基本設(shè)計參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，而是人為地調(diào)高其出口壓力。比較典型的有以下幾種情況。調(diào)壓器的穩(wěn)壓精度差，出口壓力波動較大，當(dāng)下游處于用氣高峰時，壓力下降較多，為滿足高峰時用氣要求，調(diào)高調(diào)壓器出口壓力。隨著流量的增加，其出口壓力逐漸降低，直至流量達(dá)到最大流量時，出口壓力處于其穩(wěn)壓范圍的最低值。此時，能保證下游用戶正常使用。如果調(diào)壓器的穩(wěn)壓精度差，隨著流量的增加，其出口壓力降低較多，當(dāng)下游處于用氣高峰，流量達(dá)到最大流量時，其出口壓力就低于穩(wěn)壓范圍，也就不能滿足下游用戶的正常用氣。此時，為解決問題，一些維護(hù)人員就簡單地調(diào)高調(diào)壓器的出口壓力。雖然這種方式能解決大流量時出口壓力偏低的問題，但是這樣一方面會使調(diào)壓器后端計量儀表的計量體積減少，加大供銷差；另一方面，由于出口壓力升高直接導(dǎo)致關(guān)閉壓力升高，在零流量狀態(tài)下，由于溫度上升將使出口端壓力較容易升高導(dǎo)致安全閥動作，從而放散出部分天然氣，造成氣量損失，這也會加大供銷差。由于設(shè)計上調(diào)壓器選型偏小，或在發(fā)展后期用戶數(shù)量增加，調(diào)壓器的最大流量滿足不了下游用戶用氣高峰時的用氣量，導(dǎo)致下游壓力不足，用氣工況較差。雖然某些調(diào)壓器能在一定壓力范圍內(nèi)隨著出口壓力的調(diào)高而增加流通能力，但是不可避免地加大了供銷差。下游用戶距離較遠(yuǎn)，低壓管道太長，沿程阻力增大，末端用戶壓力不足，用氣工況較差。對于這種情況，維護(hù)人員常常調(diào)高調(diào)壓器的出口壓力，用以補(bǔ)償?shù)蛪喝細(xì)夤艿姥爻套枇?，滿足末端用戶壓力需求。用這種方式調(diào)高調(diào)壓器的出口壓力，和第1種情況一樣，也從兩個方面加大了供銷差。居民用戶和商業(yè)用戶共用一個調(diào)壓器。通常情況下，商業(yè)用戶的燃?xì)鈮毫σ咭恍瑸闈M足商業(yè)用戶的燃?xì)鈮毫?，將調(diào)壓器的出口壓力調(diào)高。這種方式不但加大了供銷差，并且在用氣的過程中，居民用戶受商業(yè)用戶用氣波動的影響很大。一些小型工業(yè)用戶使用的鍋爐等用氣設(shè)備所需的供氣壓力較高，調(diào)壓器設(shè)置的出口壓力較高，在沒有壓力補(bǔ)償?shù)那闆r下，會產(chǎn)生較大的供銷差。從以上各種情況可以看出，調(diào)壓器出口壓力調(diào)高后，其后端計量儀表的計量體積減小，加大了供銷差。表1數(shù)據(jù)是根據(jù)式(5)計算出的調(diào)壓器出口壓力調(diào)高后供銷差加大的幾種情況。表1調(diào)壓器出口壓力對供銷差的影響調(diào)壓器正常出口壓力/kPa調(diào)壓器實際出口壓力/kPa壓力升高值/kPa體積減小率/%供銷差加大率/%2.430.60.60%0.60%41.61.52%1.52%從表1可以近似地推算，調(diào)壓器出口壓力每增加lkPa，供銷差加大約1%。假設(shè)某區(qū)域有居民1X104戶，每戶月均用天然氣30m3，天然氣銷售價格為2.4元/m3，僅以供銷差加大1%計算，天然氣公司每年的經(jīng)濟(jì)損失就達(dá)到86400元。可以看出，由調(diào)壓器出口壓力調(diào)高產(chǎn)生供銷差所導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失非常大，不能忽略。但是在日常的經(jīng)營管理中，這部分供銷差又常常沒有引起管理者的重視，因而降低了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。解決方法對天然氣公司，減少供銷差就是減少經(jīng)濟(jì)損失，增加效益，同時避免由于向下游用戶供氣壓力不當(dāng)引發(fā)安全事故，提高公司的整體運(yùn)營效益。在設(shè)計選型和現(xiàn)場安裝維護(hù)的過程中，應(yīng)加強(qiáng)對設(shè)備管理、維護(hù)人員的專業(yè)知識和操作技能素質(zhì)培訓(xùn)，使其在分析可能出現(xiàn)的各種情況時具有前瞻性，并能有針對性地提出相應(yīng)的解決方案，盡量避免既不經(jīng)濟(jì)又不安全的調(diào)高調(diào)壓器出口壓力的方法。在設(shè)計選型時，選用性能可靠、穩(wěn)壓精度高的調(diào)壓器，保證在用氣高峰時調(diào)壓器出口壓力能穩(wěn)定在穩(wěn)壓范圍以內(nèi)。在安裝完成投入使用時，應(yīng)在調(diào)壓器處于較大流量時對調(diào)壓器的出口壓力進(jìn)行設(shè)定和調(diào)節(jié)。在進(jìn)行調(diào)壓器選型時，應(yīng)考慮具備一定的余量。在實際運(yùn)行中，調(diào)壓器不宜處在完全開啟狀態(tài)，以相對開啟度在70%?90%為宜，因此調(diào)壓器的最佳工況應(yīng)控制在相對開啟度在70%?90%范圍內(nèi)。一方面能保證在用氣高峰時提供下游正常供氣壓力；另一方面，當(dāng)下游增加少量用戶時，可為下游適量提供增大的流量。因此，一般在進(jìn)行調(diào)壓器選型時，調(diào)壓器的計算流量應(yīng)按該調(diào)壓器所承擔(dān)的管網(wǎng)最大小時輸送量的1.2倍確定［3］。如果調(diào)壓器的最大流量滿足不了下游的最大用氣量，必須更換為流量較大的調(diào)壓器，以滿足用戶的流量需求。如果原安裝線路不便更換，可并聯(lián)增加一個調(diào)壓旁路，來增加整個系統(tǒng)的供氣能力。管道的設(shè)計、調(diào)壓器的安裝位置要合理。管道壓力損失的大量增加，對天然氣公司的經(jīng)營極為不利。減少管道壓力損失的通常做法，就是將中壓管道盡可能地敷設(shè)到下游用戶最近處，再用調(diào)壓器進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)。如果用戶較為分散，宜將調(diào)壓器設(shè)置在用戶群的中部位置。這樣，減少了大量較大管徑的低壓管道，還可最大限度地減小這一環(huán)節(jié)的供銷差。如果中壓管道的延伸有困難，或調(diào)壓器的原有位置不能改變，可以根據(jù)下游用戶的最大用氣量，對管道進(jìn)行適當(dāng)改造，更換成較大管徑的管道或增加一條旁路管道，增加其流通能力，減小管道壓力損失。如果管徑能夠滿足設(shè)計用氣量的要求，下游還是出現(xiàn)壓力不夠的情況，就要考慮是否有管道銹蝕、堵塞現(xiàn)象，這時就應(yīng)進(jìn)行管道的清理或更換管道。商業(yè)用戶的用氣壓力比居民用戶高，若采用同一調(diào)壓器，則居民的用氣壓力偏高，加大了供銷差。另外，商業(yè)用戶的用氣量一般較大，如果居民用氣和商業(yè)用戶共用一臺調(diào)壓器，用氣高峰時會出現(xiàn)商業(yè)用戶同居民用戶爭氣現(xiàn)象，導(dǎo)致居民的用氣受到很大影響。因此，建議商業(yè)用戶單獨(dú)安裝調(diào)壓器，這樣，既能保證商業(yè)用戶用氣的需求，也能保證居民用氣的正常和平穩(wěn)。小型工業(yè)用戶所需的供氣壓力較高，調(diào)壓器后端計量儀表計量的體積減少較多，會產(chǎn)生較大供銷差。由于小型工業(yè)用戶所需天然氣流量較大，可以采取以下幾種方式來避免供銷差或進(jìn)行供銷差的補(bǔ)償：采用設(shè)備銘牌標(biāo)定的用氣量或根據(jù)標(biāo)定熱負(fù)荷及當(dāng)?shù)靥烊粴鉄嶂嫡鬯愕挠脷饬窟M(jìn)行結(jié)算?？赏ㄟ^安裝壓力補(bǔ)償儀