天然气长输管道分输压力控制系统分析

唐启桓 罗皓 白龙(中国石油西南油气田分公司国际合作事业部，四川成都610000)

天然气长输管道分输压力控制系统分析

唐启桓 罗皓 白龙(中国石油西南油气田分公司国际合作事业部，四川成都610000)

天然气是一种应用非常普遍的可再生能源，与人们生产生活联系紧密。天然气长输管道系统的设计与优化直接关系到天然气运输安全与稳定，由此，本文主要以天然气管道分输压力控制系统为例，介绍并分析该系统的设计与结构，并从系统调压设施选择与配置上进行综合探究，以切实保障天然气长输管道供气安全。

天然气；长输管道；分输压力控制系统；配置

当前，我国天然气长输管道建设规模不断扩大，压力控制技术成为保障天然气长输管道安全运行的基础，能够为管道控制提供适当的压力，对故障调压设施作出紧急处理，比如，空压切断作业等，从而保障输气安全。下面从调压控制设施的设计方法、配置技术等几方面综合分析。

1 天然气长输管道分输压力控制系统设计及系统结构

1.1 分输压力控制系统设计

天然气长输管道中，具有承担管控下游管道压力与流量、为下游用户提供安全平稳气源任务的是就是分输压力控制系统。由此可见，分输压力控制系统在保障天然气运输安全上发挥了重要作用。在系统设计上，不仅需要满足供气标准与控制系统相关要求，还要综合分析气源条件与设施类型，进而拟定出最优、最科学的配制方案，使下游天然气用户安全、及时用气的需求满足。

从安全角度、压力调节与预防监控角度设计分输压力控制系统，其中，最为重要的是安全系统，一切以减少安全隐患为前提。需要设计并使用安全切断阀，以更好的解决超压问题；为了更好的实现压力调节，设计压力调节系统，调节阀是系统中关键设备，在设计上需要综合考虑下游天然气分输压力与站场位置，确保设计安全合理，满足下游分输压力需求与位置标准。

1.2 分输压力控制系统的结构

PID控制器与系统调压设施是分输压力控制系统的重要结构组成。PID是一种专业控制器，能够对管道压力进行控制，对流量进行限制，对控制指令进行传输。选用配置需要合理才能使调压设施的功用发挥到最大，现场调压设施设计配置能够有效对下游管道压力与流量进行管控，及时排除故障，减少超压带来的安全隐患。当前，分输压力控制系统调压设施的配置方式主要有安全切断阀+监控调压阀+工作调节阀以及安全切断阀+安全切断阀+工作调节阀两种。后者将两台安全切断阀串联设置，每一个回路不需要设置监控调节阀。

2 天然气长输管道分输压力控制系统的配置选择

2.1 工作调节阀

应用气动执行机构是工作调节阀的一个特点，在有空气气源的分输站场中应用，而电动执行机构则主要应用在缺少空气气源的分输站场中。为了将分输压力控制系统的自控能力提升，需要为PID控制器留有足够的响应时间，但是因为长输管道有着较大的跨度，难以对下游用户接气站具体位置进行预估，且不能将下游接气站与分输站场间的准确距离计算出来，非常容易因两者距离远，使干扰增多，出现压力控制稳定性降低的问题。

2.2 电动执行机构

通过电子正反转动作用运行工作调节阀，也是电动执行机构的原理，能够控制器传输的控制指令执行，依靠电机转动导向，致使在执行流程中有着较差的跟踪速度，由此，需要多配置储气空间，这样才能满足下游长输管道储气需求。为了使下游分输管道各段压力控制减少干扰，下游管道储气能力需高出天然气长输管道最大分输能力的1/25，作为经验标准。

2.3 带电控单元气动执行机构

针对空气气源不足的站场使用的调节执行机构就是带电控单元气动执行机构，管道中已经存在的天然气是执行气源，其优势体现在有着较快的跟踪速度，下游管道储气需求量低，为此，采用的经验标准为：下游管道储气能力高出天然气长输管道最大分输能力的1/200。

2.4 气动执行机构

带有空气气源的站场可以使用气动执行机构，净化以后的纯净空气看而已当做气源。跟踪速度快是装置的一个显著特点，对下游管道储气要求相对较低，与带电控制单元有着相同的经验标准。

2.5 监控调压阀

分输压力控制系统中最为重要的安全设施就是监控调压阀，其作用是在工作调压阀出现故障问题时，与工作调压阀串联的监控调压阀自动投入应用，从而替代调压阀发挥调压作用，可以始终维持分输压力控制系统功能，确保下游管道压力管控始终保持稳定，使输气更加通畅。此外，监控调压阀的动力气源可以为管道中的天然气，通过自力式调压器实现管控与监视，从而将整个分输压系统安全性与稳定性提高。

2.6 安全切断阀

分输压力控制系统中，安全切断阀也是一种常见的安全设施，在下游压力超出设计限度时，可以使用安全切断阀，将整个天然气管路切断，从而维持下游输气管道的安全与稳定。气源为管道天然气，与监控阀动力气源一致。工作调压阀与安全切断阀装置两者是独立运行的，是为了减少两者间干扰。需要维护人员手动操作才能在安全切断阀自动关闭后复位开启，安全切断阀依据分输压力不同，采取不同的调压配置方法。

3 结语

本文主要对天然气长输管道分输压力系统的设计标准、结构组成以及系统配置选择等内容进行了全面分析，表现了加强对天然气长输管道分输压力控制系统的研究，通过优化设计系统结构与功能，能够切实保障下游管道供气安全与稳定，满足人们的生产生活需求。

[1]王书惠.天然气长输管道分输压力控制系统技术研究[J].石油规划设计,2012,23(01):23-26+51.