...阿什天然气输气管道工程和城市管网输配系统是集仪表、自动化、...
盖丽翠
[摘 要]随着石油化工行业的快速发展，对仪表控制系统综合性能也提出了更高的要求。本文在研究中主要以天然气集输及净化仪表控制系统作为实例，对天然气集输与净化仪表控制方案以及相关的质量控制建议进行探析。
[关键词]天然气集输；仪表控制系统；质量控制
中图分类号：TE967 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）03-0033-01
前言：
作为石油化工生产中的重要组成部分，仪表控制系统能否有效运行是影响生产效益的关键性因素。尽管近年来大多企业逐渐将仪表控制系统引入到实际生产活动中，但所取得的效果却不明显，究其原因在于未做好仪表系统控制工作。尤其在天然气集输与净化系统方面，控制方案不合理问题更为突出，成为制约仪表控制系统综合性能发挥的主要因素。因此，本文对天然气集输与净化仪表控制相关研究，具有十分重要的意义。
1 集配气总站仪表控制
在仪表控制系统研究中，首先需对气路系统的概念进行明确，一般集输管线会将气田内部中的天然气传输到集气总站中，在此基础上由净化厂做好处理，并向配气总站传输，最终被送往用户处。这一气路过程便为气路系统，其中配气总站、净化厂以及集气总站等任意一方面出现问题，都将影响天然气的传输。因此，在仪表控制中，对于集配气总站，应从集气总站仪表与配气总站仪表控制两方面着手。
1.1 集气总站仪表控制
对于其中集气总站仪表，控制中应注意对天然气流量与压力进行计量、控制，对于流量计量方面，主要强调根据温度与压力计算每路流量，而在压力控制上，可考虑由净化厂负责，原因在于集气站中的简易火炬难以满足压力调节要求。同时，集气总站仪表控制中，也需考虑到清管球接收系统部分，通常为使清管器接收操作更为可靠，直接将远传清管器指示器设置于集输管线中，清管球接收系统会在指示器指导下完成相应的操作。
（1）原料天然气流量计量。集气站天然气流量一般不设流量控制，而是要求流量计量精确测量，故对每路流量按温度和压力进行全补偿计算，并指示和累计流量。
（2）原料天然气压力控制。集气站原料天然气设有高低压报警和压降速率联锁保护，当原料气的压力突降时将自动关闭阀门。集气站一般不设原料天然气压力控制，站内设备和管线的设计压力均高于操作压力，原料天然气压力控制由天然气净化厂来完成；站内设备和管线设有超压安全阀；原料天然气进口管线和设备设有手动放空阀，可將天然气放空至火炬系统；集气站一般只设简易火炬排放筒作为开、停工及清管时排放，其排放量有限。火炬设有长明灯，此类火炬不适合用压力调节阀释放天然气。
（3）清管球接收系统仪表控制。在清管球接收器的天然气集输管线上设有固定远传清管器指示器，以利于指导清管器接收操作，该指示器的设置位置应根据接收器进口阀开启时间而定。当指示清管器到站后将按程序自动开启相应开关。当清管接收器筒体上的清管器指示器指示清管器已到筒内，则自动关闭相应开关，以实现不停产清管工作。
1.2 配气总站仪表控制
（1）产品天然气流量和压力控制。配气站产品天然气计量要求精确，其流量要按压力和温度进行全补偿计算，为了及时反应气质的变化，采用在线色谱分析仪，向流量计算提供密度和超压缩系数信号，实现高精度商品气高精度计量。流量可指示和累计。从稳定天然气净化厂操作出发，宜采用产品气的流量控制；当为稳定用户或外输气压力时，宜采用压力控制，流量则不控制，为此采用超驰控制。
（2）清管球发射系统仪表控制。在清管球发射器出口管线上设有清管器指示器，以便判断清管器是否发出。需要发送清管器时，按程序自动打开相应阀门，当确定清管器从清管发送筒发出后，自动打开相应阀门以完成清管器发送工作。
2 天然气净化仪表控制
天然气净化仪表控制中，要求从原料天然气控制系统、产品天然气压力控制、事故联锁以及在线分析等方面着手。
2.1 原料天然气控制系统
（1）原料天然气压力控制。在进脱硫装置原料气管线上一般设有通往火炬系统的紧急压力调节切断阀，该阀由原料气管线上的压力来控制。正常时原料气压力值低于给定值，调节阀处于全关闭状态，当超过给定值时，调节阀开启，以维持给定的压力。
（2）原料天然气流量控制。在原料天然气进脱硫吸收塔前，如果压力分配有调节阀和孔板需要的压力降或二套处理装置需要流量分配时，可考虑设置流量控制，但此压力降值一般占气路系统总压力降很小，其流量调节灵敏度较低。如果提高此压力降，将造成整个气路系统压力能损失。故有的净化厂原料天然气只设流量指示和累计，其流量要进行压力和温度校正。
2.2 产品天然气压力控制
维持脱硫和脱水装置吸收塔的压力稳定，是保证天然气净化装置正常运转的重要因素，是工艺技术需要。一般在净化气的管线上设置压力控制，压力调节阀安装在净化气出装置管线上，该调节阀的压力降数值相对较大、控制灵敏，调节阀为适应输气压力和输气量的变化，其调节范围应留有充分余地。
2.3 原料天然气和产品天然气事故联锁
在原料天然气和产品天然气管线上设置有事故联锁阀a和b，当脱硫吸收塔的贫液流量过低使产品质量不合格，或脱硫吸收塔底液位过低将造成高压天然气串至低压设备时，将自动关闭a和b联锁阀，此时如果原料天然气压力超过正常操作压力将通过原料气压力控制阀将原料天然气排放至火炬，以维持原料天然气的正常压力。
2.4 原料天然气和产品天然气在线分析
为提高净化厂操作水平，适应和调整原料天然气不断变化的情况，根据需要，可在原料天然气管线上增加在线色谱分析仪或硫化氢在线分析仪；在产品天然气管线上增加在线微量水份分析仪和微量H2S分析仪，以指导工厂操作，但这样会增加工厂投资。
3 提升仪表系统质量控制的措施
现代信息技术快速发展背景下，石油化工仪表控制系统也不断完善，逐渐趋向于智能化、数字化与自动化等，仪表使用能力得到极大程度的提高，这也对仪表系统质量控制提出较高的要求。在质量控制中，首先应注意对仪表接线情况进行检查，保证端子接线能够达到相关标准，在此基础上测量线路电阻，同时注意所有接线如防爆接头没有受损。其次，对计算机系统性能进行测试。由于现代石油化工仪表控制中，主要以计算机系统作为核心，所以需做好软件组态、硬件性能测试工作，确保计算机系统综合性能满足仪表控制系统操作要求。最后，仪表安装质量控制。为使仪表在投入使用后发挥其基本功能，要求在安装方面采取相应的质量控制措施，如在安装前可对安装人员进行技术交底，尽可能减少安装失误问题发生概率。而在安装过程中应有相关的管理人员进行监督指导，对于安装中存在的问题做到及时发现、及时处理。仪表安装结束后，要求监测其精准度，若未能达到设计标准， 需及时做好处理与更换工作。综合来看，仪表质量控制是现行石油化工仪表作用发挥的重要保障，因此，做好其质量控制工作极为必要。
4 结束语
天然气集输与净化仪表控制是现代石油化工仪表控制系统建设需考虑的主要内容。实际进行仪表控制中，应注意从集配气总站仪表控制、净化仪表控制等方面着手，保证仪表控制系统发挥其重要作用。同时，需在仪表质量控制方面采取相应的措施，这样才可使仪表质量得以提高，为企业创造更多的效益。
参考文献
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