天然气集输常见自动化仪表的可靠性分析

摘 要：天然气集输是继气田、开发和开采之后的一个非常重要的生产过程。它包括采集和输送两部分，通过这两部分工艺的实施，可以获得稳定、安全的天然气，用于工业生产。但要想使天然气集输充分发挥作用，则需要保证这个生产过程中所采用自动化仪表可靠，以此精准的测量天然气，保证天然气中不存在杂质。所以，天然气集输中保证自动化仪表具有较高的可靠性是非常重要的。基于此点，本文将重点分析天然气集输常见自动化仪表的可靠性，以便提升天然气集输水平。

关键词：天然气集输；自动化仪表；可靠性

中图分类号：TE977 文献标识码：A

随着我国经济、科技的蓬勃发展，新工艺、新设备、新技术在天然气集输中发挥了重要作用，大大提高了天然气集输水平。就以自动化仪表来说，因受先进技术的影响，自动化仪表精准度更高、功能更多、应用更加方便。当然，在实际应用自动化仪表的过程中其容易受到某些因素的影响，使其可靠性不高。对此，笔者建议应当重点分析天然气集输中常见的自动化仪表，进而探究强化天然气集输常见自动化仪表的可靠性的方法。

一、天然气集输的概述

（一）天然气集输系统

天然气集输是从井口开始，将天然气通过管网收集起来，经过预处理和气体净化，最后成为合格的商品天然气，并外输至用户的整个生产过程。基于此点，可以充分说明，天然气集输系统是由采气、集气、配气管线及输气干线；天然气增压站；天然气净化处理厂；集输配气场站；清管及防腐站组成的。由此可以说明，天然气集输系统的有效应用，可以对天然气进行采集和处理，从而获得纯净的、合格的商品天然气。

（二）天然气集输工艺流程

天然气集输系统的有效运用，需要严格按照以下工艺流程展开作业，如此才能获得优质的商品天然气。

1 单井站。采用单井常温分离工艺流程来进行天然气处理，具体是从井口导出天然气，直接经过针形阀节流降压、水流加热炉加热，在此之后再经二级节流降压后进入分离器进行处理，如此将天然气的油、机械杂质等分离出来，将天然气计量后进入集气干线。

2 集气站。采用常温集气分离流程。具體的做法是将单井站处理后的天然气输入到集气站中，对天然气进行节流调压和分离计量等进行处理，进而准确计量天然气。

3 脱水站。利用脱水站来处理天然气，可以用低温冷凝法、固体吸附脱水法等来进行天然气脱水。具体的做法是将天然气置于脱水站中，或进行低温设置或采用脱水剂来进行天然气处理，使天然气中水分发生化学反应或冷凝，从而将水分分离出来。

4 配气站。配气站是天然气集输的最后一步，主要是的对天然气进行分离、调压、计量、添味处理后，直接输送到工业生产中。

二、天然气集输系统中常见的自动化仪表

因自动化仪表应用于天然气集输系统中，所以常见的自动化仪表主要分为压力、温度、液位、气体浓度。

（一）压力

在天然气集输系统中，主要测量压力的仪表是压力变送器。随着科学技术的发展，目前所应用的压力变送器是电容式或智能式。这使得压力变送器测量的准确性、可靠性有很大程度的提高。在天然气集输系统中，主要是应用智能式压力变送器，测量天然气开采、分离、调压、计量、增压、脱水等环节的压力或压力差，进而适当的调整作业环节，以确保天然气符合用户需求。

（二）温度

在天然气集输系统中，用来测量温度的仪表是接触式温度测量仪表。目前接触式温度测量仪表有两种，即热电阻和热电偶。其中，热电偶类型的接触式温度测量仪表是以热电效应为基础来进行运用的，而热电阻类型的接触式温度测量仪表则是利用金属导体的电阻值随着温度增加而增加的原理来进行运用的。因为在天然气集输的过程中，各个工艺环节对温度的要求不同，因此热电偶和热电阻这两种接触式温度测量仪表在天然气集输中均有应用，热点偶主要是对低温介质进行测量，热电阻则是对高温介质进行测量，如此可以相对准确的测量出天然气集输各个环节的温度变化情况。

（三）液位

在天然气集输系统中，进行液位测量的仪表是浮筒式或差压式液位变送器。其中浮筒式变送器有两种，即弹簧式浮筒液位和扭力管式浮筒液位。这两种类型的浮筒液位均利用了变浮力原理，在此基础上，将浮筒作为液位测量的敏感元件，根据浮筒变动情况来确定分离污水或脱离甘醇液位。当然，以上两种浮筒液位也存在一定的差异，弹簧式浮筒液位是弹簧在浮力变化下所引起垂直方向上的位移变化；而扭力管式浮筒液位则是扭力管在浮力变化下角位移发生变化。差压式液位测量的应用原理则是液注受天然气分离等工艺的影响产生静压，进而根据压力变化情况测得分离的污水或甘醇液位。总之，浮筒式液位和差压式液位均具有良好的应用效果，合理运用到天然气集输中，可以准确的测量出某些液体的液位。

（四）安全监测

因为天然气的组成成分中包括甲烷和硫化氢，两者均为有害气体。为了避免在天然气集输的过程中，将甲烷、硫化氢分离出来，危害工作人员，在具体进行天然气集输处理中，需要采用可燃气体检测仪和硫化氢气体检测仪来对生产现场中硫化氢和甲烷等危险气体浓度进行检测，以此来保证天然气集输作业是安全的、可靠的。目前，在天然气集输系统中，可燃气体检测仪和硫化氢气体检测仪的应用方式有两种，即固定式和便携式。但因可燃气体检测仪采用的是催化燃烧型传感器探头，采用便携式来应用可燃气体检测仪有利于发挥仪表的作用。

三、天然气集输常见自动化仪表的可靠性分析

基于以上对天然气集输常见自动化仪表的分析，要想提高自动化仪表的可靠性，则需要强化以下几点。

（一）压力仪表可靠性

为了提高压力仪表可以在天然气集输中充分发挥作用，则需要提高压力仪表的可靠性。而要想提高压力变送器的可靠性，则需要注意控制以下几点。其一，合理安装。压力变送器的内部存有防爆结构，其防爆等级为dⅡBT4级。为了避免压力变送器安装不合理，导致防爆接头连接不紧密、信号电缆接头留出过多、信号电缆未用整根电缆，这将会影响压力变送器的应用。所以，在压力变送器安装时，需要根据规范要求，合理安装压力变送器，并做好信号电缆接头的处理。其二，接地。压力变送器外壳未接地或接地螺丝未拧紧等情况的发生，均可能影响压力变送器的应用效果。所以，在压力变送器接地作业时，一定要充分考虑可能出现的不良情况，进而有序的、有步骤的进行设备接地处理，并在完成施工作业后对压力变压器接地效果进行检查验收。

（二）增强液位仪表可靠性

由于液位仪表用于测量气田生产现场天然气分离出的污水和脱水过程中的甘醇。要想保证液位仪表可以有效的应用，就需要增强液位仪表的可靠性。

1 浮筒式液位仪表。强化浮筒式液位仪表需要做到以下几点。其一，一些站场里，介质中杂质偏多，影响了浮筒的上下移动，造成测量偏差。为了避免此种情况发生，在设置浮动式液位时，则需要采用对弹簧的应用或牛立管的应用进行反复测试，避免两者应用不灵活，影响浮筒的移动效果。其二，因介质密度和筒体压力与实际情况之间存在差异，因此，需要以浮力的计算公式为准，即：ρgV=mg=G。在此基础上，明确介质密度值，进而合理测量和计算筒体浮力值，从而可以提高测量浮力的准确性。其三，加强筒体控制是非常必要的。因为筒体直接接触大气，其中液体很少流动，则影响筒体的应用性。为了避免此种情况发生，需要對筒体加以保护，即采用适合的物质来保护筒体。

2 差压式液位计

因为差压式液位计是由于液柱产生的静压也相应变压的原理。为了强化差压式液位计，则是以液柱压强计算公式为准，确定影响液柱高度的因素，进而合理进行压力差计算，如此可以提高差压式液位计的准确性。液柱压强计算公式，即：P=pgh。

（三）增强安全监测仪表的可靠性

因为天然气集输系统中所应用的安全监测仪表是可燃气体检测仪和硫化氢检测仪。两种仪表的可靠应用，可以保证整个天然气集输作业现场安全，避免生命财产受到威胁。为了实现这一目的，则需要保证安全监测仪表合理接地、科学安装。

（1）接地处理。为了提高可燃气体检测仪表和硫化氢检测仪表可以安全应用，在对两种仪表进行接地处理的过程中应当严格按照相关规范性要求，将仪表外壳和端子分别接地在强电和弱电两个接地网上。

（2）安装处理。在对可燃气体检测仪表和硫化氢检测仪表进行安装的过程中，需要重点注意的方面是防爆接头的连接。即根据规范性要求，选用优质的防爆接线，按照规范的工艺来进行仪表的防爆接线，并对接线效果进行严格的检查，提高防爆接线质量。

结语

在天然气集输系统中，压力变送器、温度测量仪表、浮动式或差压式液位仪表、安全监测仪表作为常见的自动化仪表，在天然气集输中发挥重要作用。但因天然气集输作业中容易受到某些因素的影响，因此需要强化自动化仪表的安装、接地、检测、设置等，提高自动化仪表的可靠性，为提高天然气集输水平创造条件。

参考文献

[1]张子文，李小龙，陈尚朋，等.天然气集输管网优化研究[J].中国石油和化工标准与质量，2013（05）：88.

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