调压器出口压力对民用天然气供销差的影响

调压器出口压力对民用天然气供销差的影响论文作者：文云龙摘要：根据调压器出口压力运行工况特点，分析调高出口压力对天然气供销差的影响，提出针对不同的用气状况，采取有效的解决方法，减小供销差。关键词：天然气供应；调压器出口压力；供销差InfluenceofRegulatorOutletPressureonQuantityDifferencebetweenSupplyandMarketingofDomesticNaturalGasWENYun-longAbstract：Accordingtothecharacteristicsofoperationconditionsofregulatoroutletpressure，theinfluenceofincreasingtheoutletpressureonquantitydifferencebetweensupplyandmarketingofnaturalgasisanalyzed.Itisputforwardthattheeffectivemeasuresshouldbetakenaccordingtodifferentgasconsumptionconditionstominimizethequantitydifferencebetweensupplyandmarketing.Keywords：naturalgassupply；regulatoroutletpressure；quantitydifferencebetweensupplyandmarketing导致出现供销差的因素很多，如计量设备精度、城市管网泄漏、外部温度变化、经营管理效率等，而不同的因素因各个公司的具体情况不同而影响程度不同。供销差的大小，体现了天然气公司的综合管理水平，也直接关系到公司的经营效益。如何针对各种不同的影响因素采取相应的解决办法，是众多公司面临的问题。各个公司都尽力寻找产生供销差的原因，采取各种方法和措施，力争从各个环节控制供销差，以达到减小供销差的目的。本文仅以民用调压器为例，分析调压器出口压力对民用天然气供销差的影响。页，共7页1天然气公司同上下游结算方法的差异SY/T6143—1996《天然气流量的标准孔板计算方法》规定以温度为293.15K、压力为101.325kPa作为计量气体体积流量的标准状态。通常情况下，天然气公司同上游供气方的结算为标准状态下的体积，而天然气公司同下游用户的结算是在调压器后端接计量仪表来计算工况状态的体积。在现阶段，很多公司出于成本方面的考虑，低压的计量仪表基本上没有温度和压力补偿装置，因此，结算标准是工况状态下的气体体积。天然气可用理想气体的状态方程表示[1]：pV=mRconT(1)式中p——燃气的绝对压力，PaV——燃气的体积，m3m——燃气质量，kgRcon——气体常数，J/(kg·K)T——燃气的温度，K由于燃气质量m和气体常数R…均为定值，因此，由式(1)可得：式中K——常量在温度不变的情况下，压力p和体积V成反比，即一定质量的气体随压力升高而体积变小，随压力降低而体积变大。这说明，当调压器出口端压力发生变化时，其后端计量仪表的计量体积同时发生变化。因此，一定质量的气体，在两种不同的状态下，应满足页，共7页式中p1——状态1的压力，PaV1——状态1的体积，m3T1——状态1的温度，Kp2——状态2的压力，PaV2——状态2的体积，m3T2——状态2的温度，K在相近时间、地点，民用天然气的调压器出口在状态1和状态2时温度变化不大，因此，暂不对温度的影响进行讨论，可以近似地认为T1=T2，可得：p1V1=p2V2(4)当压力发生变化时，其体积变化为式中△V——体积变化量，m3由式(5)可以看出，在两种状态下，如果p2高于p1，则△V为负值，即体积减小，并且p2越高，△V的绝对值越大。不带补偿装置的低压计量仪表在计量天然页，共7页气流量时仅仅是计量工况流量，因此，调压器出口端压力越高，其计量的体积就减少得越多，天然气公司在结算时供销差越大。2调压器出口压力调高的几种情况以楼栋调压为例，介质为天然气时，楼栋调压器额定出口压力为2.40kPa，工作状态时其压力应在±15%范围内波动，即出口压力范围应为2.00～2.76kPa[2]。在实际的管理和维护中，由于用气设备的不同，或设计上的局限或随着燃气用户的不断延伸和发展，维护人员在现场处理某些情况时，不是严格按照调压器基本设计参数进行设置，而是人为地调高其出口压力。比较典型的有以下几种情况。①调压器的稳压精度差，出口压力波动较大，当下游处于用气高峰时，压力下降较多，为满足高峰时用气要求，调高调压器出口压力。随着流量的增加，其出口压力逐渐降低，直至流量达到最大流量时，出口压力处于其稳压范围的最低值。此时，能保证下游用户正常使用。如果调压器的稳压精度差，随着流量的增加，其出口压力降低较多，当下游处于用气高峰，流量达到最大流量时，其出口压力就低于稳压范围，也就不能满足下游用户的正常用气。此时，为解决问题，一些维护人员就简单地调高调压器的出口压力。虽然这种方式能解决大流量时出口压力偏低的问题，但是这样一方面会使调压器后端计量仪表的计量体积减少，加大供销差；另一方面，由于出口压力升高直接导致关闭压力升高，在零流量状态下，由于温度上升将使出口端压力较容易升高导致安全阀动作，从而放散出部分天然气，造成气量损失，这也会加大供销差。②由于设计上调压器选型偏小，或在发展后期用户数量增加，调压器的最大流量满足不了下游用户用气高峰时的用气量，导致下游压力不足，用气工况较差。虽然某些调压器能在一定压力范围内随着出口压力的调高而增加流通能力，但是不可避免地加大了供销差。③下游用户距离较远，低压管道太长，沿程阻力增大，末端用户压力不足，用气工况较差。对于这种情况，维护人员常常调高调压器的出口压力，用以补偿页，共7页低压燃气管道沿程阻力，满足末端用户压力需求。用这种方式调高调压器的出口压力，和第1种情况一样，也从两个方面加大了供销差。④居民用户和商业用户共用一个调压器。通常情况下，商业用户的燃气压力要高一些，为满足商业用户的燃气压力，将调压器的出口压力调高。这种方式不但加大了供销差，并且在用气的过程中，居民用户受商业用户用气波动的影响很大。⑤一些小型工业用户使用的锅炉等用气设备所需的供气压力较高，调压器设置的出口压力较高，在没有压力补偿的情况下，会产生较大的供销差。从以上各种情况可以看出，调压器出口压力调高后，其后端计量仪表的计量体积减小，加大了供销差。表1数据是根据式(5)计算出的调压器出口压力调高后供销差加大的几种情况。表1调压器出口压力对供销差的影响调压器正常出口压力/kPa调压器实际出口压力/kPa压力升高值/kPa体积减小率/%供销差加大率/%30.60.60%0.60%2.441.61.52%1.52%从表1可以近似地推算，调压器出口压力每增加1kPa，供销差加大约1%。假设某区域有居民1×104户，每户月均用天然气30m3，天然气销售价格为2.4元/m3，仅以供销差加大1%计算，天然气公司每年的经济损失就达到86400元。可以看出，由调压器出口压力调高产生供销差所导致的经济损失非常大，不能忽略。但是在日常的经营管理中，这部分供销差又常常没有引起管理者的重视，因而降低了企业的经济效益。3解决方法页，共7页对天然气公司，减少供销差就是减少经济损失，增加效益，同时避免由于向下游用户供气压力不当引发安全事故，提高公司的整体运营效益。在设计选型和现场安装维护的过程中，应加强对设备管理、维护人员的专业知识和操作技能素质培训，使其在分析可能出现的各种情况时具有前瞻性，并能有针对性地提出相应的解决方案，尽量避免既不经济又不安全的调高调压器出口压力的方法。①在设计选型时，选用性能可靠、稳压精度高的调压器，保证在用气高峰时调压器出口压力能稳定在稳压范围以内。在安装完成投入使用时，应在调压器处于较大流量时对调压器的出口压力进行设定和调节。②在进行调压器选型时，应考虑具备一定的余量。在实际运行中，调压器不宜处在完全开启状态，以相对开启度在70%～90%为宜，因此调压器的最佳工况应控制在相对开启度在70%～90%范围内。一方面能保证在用气高峰时提供下游正常供气压力；另一方面，当下游增加少量用户时，可为下游适量提供增大的流量。因此，一般在进行调压器选型时，调压器的计算流量应按该调压器所承担的管网最大小时输送量的1.2倍确定[3]。如果调压器的最大流量满足不了下游的最大用气量，必须更换为流量较大的调压器，以满足用户的流量需求。如果原安装线路不便更换，可并联增加一个调压旁路，来增加整个系统的供气能力。③管道的设计、调压器的安装位置要合理。管道压力损失的大量增加，对天然气公司的经营极为不利。减少管道压力损失的通常做法，就是将中压管道尽可能地敷设到下游用户最近处，再用调压器进行压力调节。如果用户较为分散，宜将调压器设置在用户群的中部位置。这样，减少了大量较大管径的低压管道，还可最大限度地减小这一环节的供销差。如果中压管道的延伸有困难，或调压器的原有位置不能改变，可以根据下游用户的最大用气量，对管道进行适当改造，更换成较大管径的管道或增加一条旁路管道，增加其流通能力，减小管道压力损失。如果管径能够满足设计用气量的要求，下游还是出现压力不够的情况，就要考虑是否有管道锈蚀、堵塞现象，这时就应进行管道的清理或更换管道。④商业用户的用气压力比居民用户高，若采用同一调压器，则居民的用气压力偏高，加大了供销差。另外，商业用户的用气量一般较大，如果居民用气和页，共7页商业用户共用一台调压器，用气高峰时会出现商业用户同居民用户争气现象，导致居民的用气受到很大影响。因此，建议商业用户单独安装调压器，这样，既能保证商业用户用气的需求，也能保证居民用气的正常和平稳。⑤小型工业用户所需的供气压力较高，调压器后端计量仪表计量的体积减少较多，会产生较大供销差。由于小型工业用户所需天然气流量较大，可以采取以下几种方式来避免供销差或进行供销差的补偿：a.采用设备铭牌标定的用气量或根据标定热负荷及当地天然气热值折算的用气量进行结算。b.可通过安装压力补偿仪或在结算时乘以一个压力补偿系数来进行补偿。c.可在制定天然气销售价格时，将产生的供销差直接纳入定价部分，采取价格调节方式来进行供销差补偿。参考文献：[1]江孝提，李建勋.城镇燃气与热能供应[M].北京：中国石化出版社，2006.[2]GB16802—1997，城镇燃气调压器[S].[3]GB50028—2006，城镇燃气设计规范[S].页，共7页