天然气长输管道分输压力控制系统分析.pdf

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1、天然气长输管道分输压力控制系统分析任福建(中石油管道公司中原输油气分公司，山东德州253020)摘要：由天然气长输管道输气站供气的燃气用户的燃气压力调节需要由输气站分输压力控制系统来完成，分输压力控制系统的结构形式与选用关系到燃气用户的生产安全，必须引起足够的重视。主题词：输气站：分输；压力控制：系统PID近年来，随着天然气行业的快速发展，天然气管道建设里程越来越长，天然气输气站(输气站在此是指首站、末站、分输站、分输压气站、分输阀室等可以进行天然气下载、分输的站场，下同)建设的越来越多，由天然气输气站分输供气的管道燃气用户也越来越多。

2、在天然气分输运行中对天然气分输压力进行控制是确保燃气用户安全生产的必要措施，这就使得天然气分输压力控制成为输气公司(供气方)不可忽视的问题，必须引起足够的重视。1分输压力控制系统概述为确保输气站燃气用户管道和城市门站供气安全、平稳，在输气站针对不同的燃气用户设置有不同的分输压力控制系统。分输压力控制系统一般包括安全切断设备、压力检测设备、压力控制设备及系统和相关的流量计量系统等。常见分输压力控制系统调压阀门组成结构有三种：一是安全切断阀+监控调节阀+工作调节阀；二是安全切断阀+安全切断阀+工作调节阀；三是安全切断阀+工作调节阀。以上阀门

3、按照气流的方向由上游到下游先是安全切断阀再是监控调节阀最后是工作调节阀，且各阀门之间相对独立。同时，鉴于供气连续性和设备维检修的需要，每个燃气用户至少有两路分输压力控制系统，个别重要用户可设置三路甚至更多路分输压力控制系统和输气旁路。以上述第一种方案为例说明分输压力控制系统的工作过程，正常情况下，安全切断阀和监控调节阀处于全开位置，由工作调节阀对分输压力进行控制。当工作调节阀出现故障，无法控制分输压力时，监控调节阀开始工作，继续保持分输压力在安全范围内。若监控调节阀也出现故障，不能控制分输压力时，当达到安全切断阀的切断值时，安全切断阀动

4、作，切断气源，以保证下游管道和设备的安全。1．1安全切断阀安全切断阀又叫安全截断阀或紧急截断阀是分输压力控制系统中的安全装置，采用独立于监控调节阀和工作调节阀的专用设备，采用自力式结构，采用管道内的天然气作为动力源。安全切断阀在正常工作状态下为常开，一旦分输压力达到设定值的上限或下限或接收到ESD命令、关阀命令后，它将自动切断供气管路。自动切断后，它不能远程打开，只能就地复位后手动打开。安全切断阀应具备压力值重新设定的功能，能够根据要求自行判断压力进行切断保护，应具备切断报警功能等。安全切断阀的选择应按照口径大小和压力等级及进出口的压力

5、比来选择。1．2监控调节阀监控调节阀可选用高可靠性的自力式调节阀，该自力式调节阀应带有指挥器。调节阀动力气源为管道内的天然气。监控调节阀的压力设定值往往高于工作调节阀0．卜0．2MPa。监控调节阀应具有良好的降噪功能。1．3工作调节阀工作调节阀多采用电动调节阀，也可采用自力式调节阀。采用电动调节阀时，接收站控系统发出的命令，对压力或流量进行自动控制。工作调节阀应具有良好的降噪功能，在最恶劣的工况下，距离阀门一米处的噪音应小于85分贝。1。4压力检测压力检测采用压力表加压力变送器的结构，压力表用于现场压力调试和压力对比，压力变送器用于压力

6、精确测量和自动控制。1．5压力控制为了提高分输压力控制系统的可靠性和稳定性，结合输气流量、压力、温度等参数，对分输管路进行压力，流量控制。在正常的流量设定范围之内，分输压力控制系统处于压力调节状态，控制分输压力在规定的范围内。当供气流量超过设定值时，分输压力控制系统则切换到流量控制状态，进行分输流量的限流控制。分输压力控制系统具有远程修改设定值、手动操作的功能。1．6PID控制PID控制是天然气管道分输压力控制系统最常采用的控制方法，传统的PID控制器为专用控制器，现在更多的是采用站控系统PLC的功能模块等软控制器。在天然气长输管道输气

7、应用中，常常需要对天然气分输压力和流量同时进行控制，以防止分输压力过高给下游燃气用户带来危险，也防止瞬时流量过高影响计量准确度或损坏计量仪表。2分输压力控制系统选用对于城市燃气用户，如需提供压力两级安全保护，在具有稳定的外供电保障时，可采用“安全切断阀+安全切断阀+工作调节阀(电动调节阀)”结构的调压系统；在不具备稳定外供电保障的情况下，宜采用“安全切断阀+安全切断阀十工作调节阀(自力式调节阀)”结构的调压系统。针对特定的工业燃气用户，如需提供压力两级安全保护，可采用“安全切断阀+监控调节阀(自力式)+工作调节阀(电动调节阀)”结构的调

8、压系统。针对小型用户、下游管容小(如背靠背站场，对方设有调压系统)，如需提供压力两级安全保护，可采用“安全切断阀+安全切断阀+工作调节阀(自力式调节阀)”结构的调压系统。对于需要提供压力一级安全保护的燃气用