天然气输送管道常用自动化仪表的可靠性分析

[摘 要]天然气管道主要是用于输送天然气，主要的功能是将开采的天然气输送到配气中心，因此也被称为配气管道。天然气输送管道是我国输送天然气的主要方式，通过将管道输送与自动化相结合，能够实现效益最大化，节约管理成本。在天然气集输的过程中，仪表的可靠性关系着生产安全以及生产效率，因此，它在天然气工业中的作用十分重要。

[关键词]天然气集输；自动化仪表；可靠性

中图分类号：416.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）14-0349-01

天然气输送管道是一个相对复杂的系统，因为天然气是易燃易爆的气体，存在较大的危险性，因此对于天然气输送管道的管理，除了需要满足现阶段的居民需求之外，还需要满足安全性的需求。天然气管道输送的自动化，通过采用自动化技术，对于开采的天然气进行管理，并且将天然气输送到用户处进行使用，从而构建了一个集合天然气开发、天然气统一管理以及用户使用的体系，形成了一个相对庞大的天然气输送管理系统。而且该系统还包括其中的压气站、分输站、压气分输站、储气库等多类型站点，采用自动化技术，能够对相关站点、管道以及相应的气体输送的参数进行管理，采用智能化、数字化以及自动化手段对天然气管道进行管理。

1.常见自动化仪表种类和测量对象

常见的自动化仪表根据测量对象大致上有如下几种情况。

1.1压力测量

现阶段在天然气的集输生产中测量压力的主要仪表是压力变送器，而智能型压力变送器应用比较广泛，其中常用的ROSEMOUNT3051系列的电容式智能压力变送器和横河川仪EJA系列的单晶硅谐振式智能压力变送器，它们主要用于测量天然气开采、分离、调压、计量、增压、脱水等环节中的压力，包括清管压力、输配气压力、输气干线以及用户用气压力等压力和差压参数。

1.2 温度测量

接触式温度测量仪表是天然气生产的过程中，比较常见的一种温度仪表，在实际生产中，应用比较广发的温度仪表是热电阻仪表，这是由于天然气集输过程中，要求的工作温度并不高，所以使用热电阻测量仪表。

1.3 液位测量

液位仪表在市场上种类较多，其基本上都是采用雷达式、浮筒式及差压式液位变送器，主要用于分离器污水及脱水过程中液位的测量。而变浮力式液位计主要是弹簧式和扭力管式浮筒液位计，它们的基本原理都是采用变浮力的原理，进行液位测量主要通过浮筒作为敏感元件进行的。差压式液位计本质上就是一台差压计。

1.4 安全监测

由于天然气的部分组分是带有毒性以及可燃性的，因此在实际生产的过程中，就要对生产环境进行实时监测，来保证企业生产的安全性。安全检测仪表的功能就是对生产现场的环境进行检测，对各种有毒、可燃气体进行实时检测，通过仪表显示有害气体的浓度，然后测量人员通过检测的结果，相应的采取解决措施。目前市场上的安全检测仪，其传感器探头有两类，即催化燃烧型传感器探头、红外型传感器探头。

2 可靠性分析

2.1 压力仪表

1）安装。现场的压力变送器的防爆结构一般为隔爆型，防爆等级为dⅡBT4级，其信号电缆连接都采用的是防爆接头加铠装电缆。在实际的安装过程中，以下出现的几种情况会对压力仪表的可靠性带来影响。①由于防爆探头的连接出现了偏差，一旦有水流进仪表内，仪表就会受到损坏；②电缆接线完毕之后，没有注意到在电缆是否留的过长，以至于在恢复仪表的过程中，电缆受到破坏；③没有选择使用一根完整的电缆，而且电缆的中间接头会随着使用时间而受到破坏，导致最终仪表失灵。

2）接地。由于没有对仪表进行规范的接地，一旦遭遇雷击事故，仪表就很容易受到破坏。

3）使用。在使用仪表的过程中，没有按照使用规则来使用，造成仪器内部结构的损坏。

2.2 温度仪表

1）安装。①由于防爆探头的连接出现了偏差，一旦有水流进仪表内，仪表就会受到损坏；②电缆接线完毕之后，没有注意到在电缆是否留的过长，以至于在恢复仪表的过程中，电缆受到破坏；③输出端子接线不牢，造成测量波动。

2）设计。比较典型的是铂电阻插入深度的影响，例如：由于管线的口径较小，不能够满足测量时深度要求，导致测量出现误差。

2.3 液位仪表

1）浮筒式液位变送器。由于油气田生产环境比较特殊，导致测量环境比较恶劣，而浮筒式液位计属于变浮力式液位计，对测量有影响的因素有：①介质中杂质偏多，影响了浮筒的上下移动，造成测量偏差；②由于制造浮筒式液位计的材料质量不高，一旦现场测量环境比较恶劣，浮筒式液位计就会受到环境的腐蚀，使液位无法准确的测量；③在仪表的实际选型计算中，由于筒体内的压力和介质的密度与设想的情况出现了极大的偏差。

2）雷达式液位计。类他液位计在测量的时候是不允许探针和筒壁发生接触的，因此影响其可靠性的除了受到电池波的干扰，还与是否受到外力作用有关。具体体现如下：①在测量液位时，如果液位波动起伏程度很大，那么对测量的结果也会造成很大影响；②在测量液位时，由于部分杂质的存在，导致电磁波无法产生散射或者无法穿透，此时测量的液位并不是真实液位；③由于测量的介质液体中，某些杂质的介电常数很大，并且依附在液位计的探头上，此时测量的液位也不是真实液位；④雷达式液位计的可靠性与是否收到外力作用有关，一旦液位计到外力作用，就很可能造成指针和筒壁发生接触的现象，这样液位就会发生偏差，给测量带来误差；

3）差压式液位计。差压式液位计实际上主要由液柱的压力差反映液位的，所以液柱的高度与介质的密度是直接影响测量的重要因素。以下的几种情况都会给差压式液位计的可靠性带来影响。①由于理论计算的压差和实际介质的密度有一定误差，导致仪表量程的设置错误，引起测量上的失误；②没有正确的确定高度值；③有些差压式液位计在最初的设计过程中，是带有平衡阀的，但是这些平衡阀由于关闭不紧密，就给测量带来了误差。

4）安全监测仪表。由于测量现场的情况通常是比较恶劣的，另外天然气的很多组分是有毒气体，还有的组分是可燃的，这时候就需要安全检测仪表来提前对测量现场的环境进行检测了。测量人员通过检测结果，就可以提前做好准备，避免测量过程中的安全事故发生。检测仪表的安装和使用不当都能对仪表的可靠性有所影响。

安装： 由于防爆探头的连接出现了偏差，一旦有水流进仪表内，仪表就会受到损坏。

使用维护不当： 操作不规范导致防爆探讨受到破坏；传感器探头过期未及时更换等。

3.结论与认识

随着社会的不断进步，在天然气集输上涌现了许许多多的工艺技术和自动化仪表，这些工艺技术和仪表的应用，使油田企业的生产效率有较大的提高，由于油田现场环境比较特殊，腐蚀性物质较多，直接影响到自动化仪表准确性、可靠性，为此，企业必须要对影响自动化仪表可靠性的因素进行分析总结，然后对存在的问题提出相应的解决措施，通过可靠性较高的仪表设备来保证生产水平和生产安全。

对于提高自动化仪表在天然气生产过程中的可靠性，不应该单单注重仪表的本身，应该综合多方面的因素考虑，包括从基本设计、型号选择、仪表安装、日常维护以及使用环境等多方面进行综合分析，认真查找影响仪表可靠性的因素，根据实际出现的情况，采取相应的措施解决，另外还需要在仪表动态使用过程中提高其可靠性，从而保证生产的正常运行。

参考文献

[1] 王军茹；王涛；王军政；基于压力信号采集的输气管道混合模型的建立[J]；北京理工大学学报；2014年01期.

[2] 朱喜平；付京晶；天然气站场调压截断技术及应用[J]；石油工程建设；2009年01期.