摘要：随着我国经济的不断发展，我国工业与民用对于石油、天然气等能源的需求量逐渐增大。为确保石油天然气等的正常顺利运输，我国天然气工程的建设对于天然气输送管道的要求也逐渐提升。在我国天然气输送管道的常用自动化仪表是非常常见和重要的，自动化仪表的可靠性直接关系到整个天然气输送的质量与安全性。本文主要对天然气管道及其系统进行研究，并探索自动化仪表的种类与测量对象，主要对天然气输送管道的自动化仪表可靠性分析进行研究。
关键词：天然气输送管道；自动化仪表；可靠性分析
1、简析天然气管道输送及管道输送系统
天然气管道输送是指天然气由原气开采地或者处理地通过管道输送至中转站或是天然气使用单位的过程。
天然气管道输送系统是一个庞大而复杂的管网系统，它是由管道和相关技术设备组成的集天然气开采，输送以及供给系统。天然气的管道输送系统在联系开采井与用户之间起到了桥梁和纽带的作用。通过输送系统的自动化技术将天然气从气井中采出通过庞大且复杂的管网输送到用户处，天然气输送系统中的各个部分在密封的条件下通过不同方式的连接与顺序联系完成天然气的整体输送过程。
2、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
2.1 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。
2.2 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。
2.3 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。
2.4 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。
3、天然气输送管道常用自动化仪表的可靠性分析
3.1 压力仪表
3.1.1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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。
3.1.2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。
3.1.3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。
3.2 温度仪表
3.2.1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。
3.2.2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。
3.3 液位仪表
3.3.1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。
3.3.2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；
3.3.3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。
3.3.4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。
4、结语
总而言之，我国的天然气输送管道自动化仪表可靠性直接关系到天然气的温度、压力、液位等因素，对这些仪表进行可靠性分析是为了更好的对天然气输送管道进行检测，以确保天然气管道的顺利运输。
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论文作者:王萌
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/22
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