粘土吸附天然气加臭剂四氢噻吩的单因素方差分析

燃气技术Gas Technology
doi:10.3969/j.issn.1671-5152.2021.02.006
粘土吸附天然气加臭剂四氢噻吩的
单因素方差分析
尤雅楠，吕良海，姚伟，谢昱姝
北京市劳动保护科学研究所•城市有毒有害易燃易爆危险源控制技术北京市重点实验室
摘 要：为研究天然气泄漏后土壤对T H T的吸附能力，本文采用单因素方差分析法研究了土壤吸附T H T规律。

首先通过文献分析确定了影响土壤吸附T H T的3个主要因素—天然气泄漏
量、土壤粒径和土壤含水率，然后对这3个因素各选取4种工况设计因素水平表，并对每种
工况各进行3次重复试验共采集36个试验样本，以试验样本为对象运用SPSS软件对数据进
行了单因素方差分析。

分析结果表明，土壤对T H T的吸附量受天然气泄漏量影响显著；土
壤粒径为0.5mm~lm m、<0.075m m及含水率为1.89%、3.34%时，吸附浓度梯度变化较大。

这项研究将单因素方差分析法与天然气泄漏检测技术进行了有效的结合，具有一定的参考
价值。

（文章数据内容来自基金项目：重点研发计划“生命线系统运行设施风险识别与评
估技术”编号：2018YFF0301002-03 )。

关键词：天然气；土壤吸附；T H T;单因素方差分析
One-way analysis of variance for adsorption of Tetrahydrothiophene by clay
You Yanan, Lv Lianghai, Yao Wei, Xie Yushu
Beijing Municipal Institute of Labour Protection Beijing Key Laboratory of Control
Technology for City Toxic and Combustible Major Hazards.
Abstract ：The law of soil adsorption of THT was researched by one way ANOVA and then study the adsorption capacity of THT on soil after natural gas leakage.Primarily,three main factors
affecting soil adsorption of THT were ascertained through literature analysis:natural gas leakage,
soil particle size and soil moisture content.Then a factor level table was designed and this table
included four working situations for each of the three factors.Three repeated tests were conducted
for each working condition and 36 test samples were collected.The data were analyzed by
SPSS software and one-way analysis of variance.The results show that the adsorption capacity
of soil to THT is significantly affected by the leakage of natural gas;when the soil particle
size is 0_5mm〜1mm, <0.075mm，and the water content is 1.89% and 3.34%, the adsorption
concentration gradient changes greatly.This study combines one-way analysis of variance with
the research of natural gas leakage detection technology effectively,and has certain significance.
Keywords：natural gas;soil adsorption;THT;one-way analysis of variance
28 I城市燃气2021 /02总第552期
尤雅楠等•粘土吸附天然气加臭剂四氢噻吩的单因素方差分析
1引言
天然气管道作为城市最重要的生命线之一，其 安全运行关系着社会的稳定与和谐。

为保证城市和居 民的安全，我国大部分城市采取了往天然气中添加加 臭剂四氛唾吩（Tetrahydrothiophene，简称THT)的措 施，这种物质化学性质稳定，容易被土壤吸附，气味 保留时间长，被公认为是最佳加臭剂[1-\因此，可 根据土壤对有机物的吸附原理来分析土壤中是否含有 THT，以THT为示踪剂查找泄漏点，寻找天然气发生 泄漏后气体在土壤中的扩散规律。

赵钊等人M l通过进行埋地管道氢气泄漏检测作业，验证了以氢气为示踪剂寻找泄漏点的可行性。

李胜国等人|51通过分析埋地管道现有泄漏检测技术的 不足，提出了以THT为示踪气体的巡漏法的优缺点。

Xie Yushu等人I6进行了以THT为示踪剂查找泄漏点的 试验研究，发现THT含量与天然气泄漏量呈线性正相 关，与含水率呈负相关，与土壤粒径无显著差异。

Juriga等人W也发现在温度不变的情况下，含水量的降 低可以提高土壤吸附THT的能力。

本文基于方差分析 的理论基础，对试验数据W进行单因素方差分析，采 用多重比较法分析各因素的不同水平对吸附量的影响 程度，为以后进行土壤吸附THT的研究提供思路。

2 单因素方差分析法
单因素方差分析指的是只有一个因素变量的方差 分析，即模型中只有一个自变量和一个因变量。

原理 就是在一个影响因素的不同水平下，对观测变量（因变量）的均值差异进行显著性检验，一般通过3个步 骤进行分析：
(1 )提出零假设。

因素不同水平下的实验结果 的均值之间无显著差异。

(2)计算F统计量的值，确定因变量的变动来源。

(3 )计算概率P值，在a=0.05 (或0.1 )的试验 水平下检验各因素的显著性。

若Levene统计值对应的 显著性大于0.05说明方差呈齐性，AN0VA的显著性小 于0.05说明因素的水平对试验指标有显著影响，则需 进一步进行均值比较，确定有显著影响的具体条件；反之，则代表因素的水平对试验指标无显著影响。

3 粘土吸附T H T的箏闵素方差分析
3.1吸附因素的确定
土壤对有机物的吸附过程不仅受土壤自身参数的
影响，还受环境条件的影响，主要因素见表1|2_4』。

表1影响土壤吸附THT的因素表
一级因素二级因素
土壤因素
孔隙度
饱和度
含水率
渗透率
颗粒度
环境因素
天然气泄漏量
泄漏压力
泄漏孔形状
泄漏口尺寸
(1 )通过分析十壤参数之间的关系得出：十壤
粒度、孔隙比越大，渗透系数就越大[5】。

另外还可以
发现：饱和度一定时，含水率与孔隙比成反比；孔隙
比一定时，含水率与饱和度成正比，所以可以通过研
究含水率对试验指标的影响间接分析饱和度、孔隙
度、渗透率与试验指标间的关系。

(2) 土壤颗粒是构成土壤的固态物质，土壤颗
粒越大土壤越松散，颗粒间的空隙越大，天然气在土
壤中的扩散就越快，穿过土壤孔隙的气体就越多，土
壤对THT的吸附量就会增大，所以土壤颗粒的大小对
土壤吸附有机质也有一定影响。

(3)通过查阅埋地燃气管道泄漏的文献，可知 泄漏量与扩散距离都随着管道人口压力、土壤孔隙率
和泄漏孔尺寸的增大而增大，泄漏孔形状对泄漏量的
影响较小的结果H，所以可以通过分析泄漏量对实验
指标的影响间接分析泄漏压力、泄漏尺寸、渗透率与
试验指标间的关系。

基于以上分析，本文以试验数据为基础，选取粘
土中THT含量作为试验指标，天然气泄漏量、土壤粒
径和土壤含水率作为试验因素，对每个因素各设定4
个水平，每个水平进行3次重复实验，研究各因素的
不同水平对试验指标的影响，具体安排见表2。

城市燃气2021 /02总第552期丨29
燃气技术 Gas Technology
表2试验因素水平表
水平
因素
天然气
泄漏量/L (A)
土壤粒径/
mm (B)
土壤含水率/
% (C )
水平130.5 〜1 1.89
水平260.25 〜0.5 3.43
水平3120.075 〜0.25 6.97
水平418< 0.0759.33
3.2粘土吸附THT实验的单因素方差分析
3.2.1天然气泄漏量条件下的方差分析
本文采用SPSS25.0以天然气泄漏量条件下的试 验数据为例进行单因素方差分析，如表3所示，得到 以下结论。

(1 )Levene统计值对应的显著性sig=0.1 570.05，所以各平均值的方差呈齐性，即当天然气泄漏量为 3L、6L、12L、18L时，粘土对THT的吸附量的均值之 间无显著差异。

(2)在表5中，显著性sig=0.0000.05,说明3L、
表3天然气泄漏量条件下的吸附含量测定结果
\试验号
PW M/ug•
天然气泄漏
123
A1 1.201 1.273 1.249
A2 2.169 2.432 2.178
A3 4.583 4.821 4.451
A4 6.521 6.511 6.815
表4方差齐性检验
Levene统计自由度1自由度2显著性
2.273380.157
6L、12L、18L的天然气泄漏量的水平对粘土吸附THT 都有显著影响。

(3)为了分析因素下的各个水平之间对吸附量 的影响程度，采用最小显著差异法（LSD检验法）继 续进行研究，得到表6的结果。

从表中可以发现，天 然气泄漏量的4个水平对吸附量的影响都是显著的。

表5 ANOVA分析
平方和自由度均方F显著性组间52.394317.465788.2480.000组内0.17780.022
总计52.57111
因变量：吸附量
表6多重比较
(丨）天然气泄漏量A (J)天然气
泄漏量A
平均值差值
(I-J)
标准误差显著性
95%置信区间
下限上限
36-1.018 667*0.121 5350.000-1.298 930.738 41 12-3.377 333*0.121 5350.000-3.657 59-3.097 07 18-5.374 667*0.121 5350.000-5.654 93-5.094 41
63 1.018 667*0.121 5350.0000.738 41 1.298 93 12-2.358 667*0.121 5350.000-2.638 93-2.078 41 18-4.356 000*0.121 5350.000-4.636 25-4.075 74
123 3.377 333*0.121 5350.000 3.097 07 3.657 59 6 2.358 667*0.121 5350.000 2.078 41 2.638 93 18-1.997 333*0.121 5350.000-2.277 59-1.717 07
183 5.374 667*0.121 5350.000 5.094 41 5.654 93 6 4.356 000*0.121 5350.000 4.075 74 4.636 25 12 1.997 333*0.1215350.000 1.717 07 2.277 59
(*.平均值差值的显著性水平为0.05。

）30 I城市燃气2021 /02总第552期
尤雅楠等•粘土吸附天然气加臭剂四氢噻吩的单因素方差分析
3.2.2 土壤粒径条件下的方差分析
运用SPSS25.0分析土壤粒径各水平对吸附量的影 响，得到以下结论：
(1 )Levene统计值对应的sig=0.167>0.05,.表明土壤粒径条件下的总体方差都是齐的，~ 1mm、0.25m m~0.5m m、0.075m m~0.25mm和 < 0.075mm的土壤粒径的方差都是相等的，四种粒径 的粘土吸附THT的含量的均值之间无显著差异；
表7方差齐性检验
Levene统计自由度1自由度2显著性
2.192380.167
(2) ANOVA分析表中的显著性sig=0.000<0.05, 所以对于0.05的显著性水平，应拒绝原假设，认为土 壤粒径的各水平对吸附量的影响是显著的；
表8 ANOVA分析
平方和自由度均方F显著性组间 1.33130.44457.3970.000
组内0.06280.008
总计 1.39311
(3)从表9中可以看出，0.25m m~0.5mm和0.075mm~0.25mm条件下的显著性是0.224，其值大于 0.05，0.5mm~ 1mm和< 0.075mm条件下的显著性都是 0.000,其值小于0.05;所以粒径在0.5mm~ 1mm之间 和< 0.075mm之间的粘土对THT的吸附有显著影响。

3.2.3 土壤含水率条件下的方差分析
运用SPSS25.0分析土壤含水率各水平对吸附量的 影响，得到以下结论：
(1 )方差齐性检验的sig=0.102>0.05,满足方差 齐性的要求；即土壤含水率为1.89%、3.43%、6.97%、9.33%条件下的吸附量的方差都是相等的，四种含水 率条件下的试验结果的均值之间无显著差异；
表10方差齐性检验
Levene全充i十自由度1自由度2显著性
2.894380.102
(2) ANOVA分析表中的的显著性sig=0.000< 0.05,所以对于0.05的显著性水平，应拒绝原假设，认为土壤含水率的各水平对吸附量的影响是显著的；
(3 )从表12中可以看出，土壤含水率为1.89%和 3.43%的显著性sig=0.000<0.05,所以含水率为1.89% 和3.43%的粘土对THT的吸附有显著影响。

表9多重比较因变量：吸附量
(1 )土壤粒径B (J )土壤
粒径B
平均值
差值（丨-J)
标准上限
误差
显著性
95%置信区间
下限上限
0_5mm〜1mm
0.25mm〜0.5mm0.328 000*0.717 810.002 1.624 70.493 53 0.075mm〜0.25mm0.422 667*0.717 810.0000.257 140.588 19
< 0.075mm0.928 667*0.717 810.0000.763 14 1.094 19
0.25mm~ 0.5mm
0.5mm~ 1mm-3.280 00*0.717 810.002-0.493 53-1.624 7 0.075mm〜0.25mm0.094 6670.717 810.224-0.070 860.260 19
< 0.075mm0.600 667*0.717 810.0000.435 140.766 19
0.075mm~ 0.25mm
0.5mm〜1mm-0.422 667*0.717 810.000-0.588 19-0.257 14 0.25mm~ 0.5mm-0.094 6670.717 810.224-0.260 190.708 6
< 0.075mm0.560 000*0.717 810.0000.340 470.671 53
< 0.075mm
0.5mm〜1mm-0.928 667*0.717 810.000-1.094 19-0.763 14 0.25mm~ 0.5mm-0.600 667*0.717 810.000-0.766 19-0.435 14 0.075mm〜0.25mm-0.506 000*0.717 810.000-0.671 53-0.340 47
(*.平均值差值的显著性水平为0.05。

）
城市燃气2021/02总第552期丨31
燃气技术fiasTechnolMV
表11 ANOVA 分析
平方和
自由度均方F
显著性组间 4.9743 1.658155.193
0.000
组内0.08580.011
总计
5.059
11
表12多重比较
因变量：吸附量
(丨）土壤含水率C
(j ) 土壤 含水率C 平均值 差值（丨-J )标准上限
误差显著性95%置信区间
下限上限1.89
3.43
0.884 000*0.084 3920.0000.689 39 1.078 616.97 1.513 667*0.084 3920.000 1.319 06 1.708 289.33 1.617 000*0.084 3920.000 1.422 39 1.811 613.43
1.89
0.884 000*0.084 3920.000-1.078 610.689 396.970.629 667*0.084 3920.0000.435 060.824 289.330.733 000*0.084 3920.0000.538 390.927 616.97
1.89
-1.513 667*0.084 3920.000-1.708 28-1.319 063.430.629 667*0.084 3920.0000.824 280.435 069.330.103 3330.084 3920.2560.091 280.297 949.33
1.89
-1.617 000*0.084 3920.000-1.811 61-1.422 393.43-0.733 000*0.084 3920.0000.927 610.538 396.97
0.103 333
0.084 392
0.256
0.297 94
0.091 28
(*.平均值差值的显著性水平为IU )5.,)
4 结论
通过分析天然气泄漏量、土壤粒径和土壤含水率 的各水平对粘土吸附THT 的显著性，得到了以下结论：
(1 )通过分析粘土吸附THT 的影响因素，选取 了天然气泄漏量、土壤粒径和土壤含水率作为试验的 主要因素，并对每个因素各选取4个工况分别进行3次 重复试验，得到了36个试验数据。

(2)
通过运用SPSS 软件对试验数据进行单因素
方差分析，发现粘土吸附THT 的过程受天然气泄漏量 的影响较大，粒径在0.5mm ~ 1mm 之间和< 0.075mm 之间的粘土吸附TH T 的含量变化较大，含水率为 1.89%和3.43%时，粘土吸附THT 的浓度梯度较大。

(3)
根据分析结果发现，单因素方差分析法能
较好地运用在土壤吸附有机物的试验中，分析各水平 的影响程度，确定对试验指标影响较大的条件，为研 究土壤对加臭剂的吸附规律提供指导。

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Ma财gement and fldminis丨ration 经营与管理doi:10.3969/j.issn.l671-5152.2021.02.007
降低燃气供销差的几个措施实践和效果
吕瑞娣
兖州区燃气服务中心
摘要：本文整理了降低燃气企业供销差率的有效措施，从计量仪表的管理到防范偷盗气、提高抄收率等。

改造老旧表具，计量仪表定期进行校验，选择合理的计量表具是保证计量准确性
的关键。

选择与上游计量相同的表具，加强与上游沟通，降低输差。

加强巡线检漏，合理
调整管网运行压力对供销差影响，采用不停输作业，降低放散损耗。

客户端管理在于提高
抄收率，并联合政府打击偷盗气，降低终端损耗。

关键词：降差措施；老旧表具改造；精准调压; 1前言
燃气供销差率是反映燃气企业整体管理水平的综 合性指标之一I直接影响燃气企业的经济效益|2]。

近几年来，尽管燃气企业越来越重视供销差的管理，但实际上供销差率并不乐观。

据一些企业内部刊物和 行业刊物上发表的专业论文登载，西南地区某成熟 大型典型综合性燃气公司，2016年、2017年、2018年抄收率；偷盗气
3年的供销差控制目标分别是5%、4.16%、4%;华北地 区某大型燃气公司2014年供销差率为4.85%; 2016年山 东省城市燃气企业平均供销差率在3.2%左右。

2 供销差产生的原因及后果
燃气公司从上游接气计量、管道运输，到工程建 设，再到用户使用整个过程，产生供销差的原因有很
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