關于天然氣管道管理的分析

1、<p>　　關于天然氣管道管理的分析</p><p>　　摘要：本文分析了天然氣管道運行管理系統(tǒng)現(xiàn)狀，提出了天然氣管道管理的方法，供大家參考， </p><p>　　關鍵詞：天然氣管道；管理；分析 </p><p>　　中圖分類號：TU7 文獻標識碼：A 文章編號： </p><p>　　1 天然氣管道運行管理系統(tǒng)現(xiàn)狀 </p

2、><p>　　1.1 在設計階段，通常只是進行各年度輸量工藝計算，在設計輸量下進行工藝計算和技術經(jīng)濟分析，確定其年耗電量，燃氣消耗和能耗費用，以便進行工藝方案比選。但對如何設置在線能耗相關參數(shù)計量器具考慮不夠充分，雖然目前有部分管道在實施新改擴建工程，增加了能耗數(shù)據(jù)采集，但基本上以站場總量計量為原則，對單體功能設備能耗仍然無法做到實時監(jiān)測， 并未將能耗數(shù)據(jù)采集納入行業(yè)標準。 </p><p>

3、　　1.2 在管道運營階段，能源管理工作也存在諸多問題。首先，從能耗數(shù)據(jù)采集看，由于沿線調(diào)壓站采集的能耗數(shù)據(jù)不夠全面對壓縮機能耗和能效缺少科學的能量輸入和輸出計量基礎數(shù)據(jù)。由于儀表失效、通訊故障等各種原因，所采集的能耗數(shù)據(jù)失真，質(zhì)量較差，使得以此為基礎的能源管理工作受到嚴重影響，導致從工藝數(shù)據(jù)和能耗數(shù)據(jù)中均無法找到節(jié)能降耗的關鍵環(huán)節(jié)，提高管輸效率也就無從談起。其次，能源管理工作缺乏系統(tǒng)考慮，未能將能源管理工作有效融入到管道運營計劃、調(diào)度

4、方案、運營操作等各個環(huán)節(jié)，仍然停留在事后統(tǒng)計分析階段，無法對能源進行主動計劃管理、過程監(jiān)測、實時優(yōu)化、統(tǒng)計分析及自動評估。 </p><p>　　1.3 在能耗統(tǒng)計分析方面，評價指標和對比方法過于簡單。對天然氣管道能效分析和評價主要憑借調(diào)度人員和能源管理人員的工作經(jīng)驗， 使用由綜合單耗、生產(chǎn)單耗、電單耗及氣單耗等構(gòu)成的指標體系，對管道能耗進行環(huán)比的對比分析和評價。該方法效率低、科學性差、可靠性差，不足以直觀全面地

5、反應復雜管道的能耗水平，不便于開展進一步的技術分析與節(jié)能挖潛，無法滿足管道優(yōu)化運行和節(jié)能降耗的要求。 </p><p>　　1.4 對調(diào)壓站、壓縮機能源利用率，尤其是瞬態(tài)工況下效率重視不夠，不僅無法對天然氣管道系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進行有效的評價和技術指導，即使對調(diào)壓站和壓縮機也無法準確掌握其各種條件下的能源消耗情況，大大制約了壓縮機節(jié)能效果，其實際用能水平遠未達到先進水平，還有很大的節(jié)能潛力。 </p>

6、<p>　　2 天然氣管道運行管理的氣質(zhì)控制、監(jiān)控及自動化 </p><p>　　天然氣長輸管道系統(tǒng)的氣質(zhì)控制指標主要包括：①水露點、②烴露點、③H2S含量、④硫醇含量、⑤總硫含量、⑥機械雜質(zhì)含量、⑦惰性氣體含量等共計7個主要部分。當前世界上絕大多數(shù)天然氣消費國都先后制訂了符合本國實際的管輸氣質(zhì)標準。在國外一些先進的輸氣系統(tǒng)進氣點都配備了在線氣質(zhì)監(jiān)控裝置，如若發(fā)現(xiàn)氣質(zhì)不合要求，監(jiān)控體系會自動關閉進氣閥

7、門。在這些檢測體系中H2S的含量、硫醇及總硫含量是幾個主要的控制指標。 </p><p>　　當前用于天然氣管道運行系統(tǒng)能效評價指標難以識別管道系統(tǒng)各組成單元或設備的能耗情況和節(jié)能潛力，并且單位周轉(zhuǎn)量生產(chǎn)能耗的計算方法還不確定，電耗與輸量比、電單耗和氣單耗以及氣耗與輸量比等指標仍然無法獨立，把它們應用于能效評價不能達到最優(yōu)。 </p><p>　　天然氣管道輸送系統(tǒng)中壓縮機作為一個復雜的實

8、體，它的特殊性對管網(wǎng)優(yōu)化的影響至關重大。一般而言，管網(wǎng)結(jié)構(gòu)越趨于復雜，同一個管網(wǎng)中壓縮機數(shù)量就越多。此外，在管網(wǎng)系統(tǒng)中還存在不少的閥門和各種調(diào)節(jié)器，若再把這些因素考慮進去，問題將更加復雜。當前，盡管針對運行優(yōu)化問題國外學者已經(jīng)研究了多年并且取得了相應的一些成果，但整體來講它們的適應性都比較差。鑒于此，國內(nèi)應進一步加大天然氣長輸送管道系統(tǒng)優(yōu)化管理問題的研究力度。對于整個管網(wǎng)系統(tǒng)運行優(yōu)化，現(xiàn)存的優(yōu)化算法仍然存在著較大的局限性，進行混合優(yōu)化技

9、術研究或許是未來的一個新方向。 </p><p>　　3 天然氣管道運行管理的動態(tài)模擬、預測和優(yōu)化 </p><p>　　根據(jù)行內(nèi)經(jīng)驗，運行模擬與預測通常也分為穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)兩個類別。但是由于輸氣系統(tǒng)很難達到穩(wěn)態(tài)狀況，所以在運行管理中一般都必須進行動態(tài)模擬和預測。通常根據(jù)輸氣系統(tǒng)的實際運行過程是否與模擬的時間進程相一致，又可分為離線模擬與實時模擬。離線模擬比較適合預測未來工作狀況，離線模擬還

10、可以讓運行管理人員對系統(tǒng)未來的運行狀況了然于胸。實時模擬實質(zhì)上是指模擬過程與管道系統(tǒng)的實際運行過程一致。實時模擬的主要任務是追蹤運行的工作情況，如果實際工作情況和實時模擬結(jié)果的差別高出合理的范圍，一般暗示著運轉(zhuǎn)系統(tǒng)中存在意外情況，常見的比如設備故障、管線地漏等。 </p><p>　　輸氣系統(tǒng)優(yōu)化運行是指在給定的條件和最優(yōu)準則下采用最有利的運行方案，使得工作狀況在滿足給定條件的前提下接近或達到最優(yōu)準則的要求。所謂

11、給定條件就是系統(tǒng)運行必須滿足的一切內(nèi)、外部條件，例如管網(wǎng)結(jié)構(gòu)、調(diào)壓站的設備配置及性能、各氣源的供氣條件、各用戶的需求氣量等。最優(yōu)準則是評價運行方案優(yōu)劣的標準，需根據(jù)優(yōu)化運行的目的確定。在大多數(shù)情況下以系統(tǒng)的運行能耗最低作為最優(yōu)準則。 </p><p>　　伴隨著川氣東送、西氣東輸?shù)裙こ痰年懤m(xù)建設與投產(chǎn)，一個覆蓋全國的超大型輸氣管網(wǎng)系統(tǒng)正逐步形成，工程性質(zhì)對天然氣長輸送管道運行過程中調(diào)度的要求也不斷提高。當前，中國

12、天然氣長輸送管道系統(tǒng)的運行管理仍然是依靠經(jīng)驗多，科學研究少。雖然在多數(shù)情況下現(xiàn)有的運行方案具有可行度，但很難保障方案是最優(yōu)的，尤其在復雜管網(wǎng)中各站壓比的選擇、壓縮機的組合選擇、非常態(tài)事故的處理，一般的調(diào)度員很難憑經(jīng)驗作出準確或最優(yōu)的判斷。伴隨著管網(wǎng)系統(tǒng)的不斷擴大，更加科學合理的運行調(diào)度顯得尤為重要。 </p><p>　　4 天然氣管道運行管理的維修、可靠性和安全性 </p><p>　　

13、天然氣長輸送輸氣管道的維修是一項專業(yè)性較強的工作，在國外，各大輸氣公司一般都配備有專業(yè)化的維護人員或者維修隊。當下國內(nèi)外常用的線路維修手段包括：①現(xiàn)場襯里法、②環(huán)氧樹脂套管法、③帶壓開孔法、④液氮冷凍土堵法等。目前國際上先進的維護方法是：在智能清理和管理檢測的基礎上按照故障樹分析的方法逐步確定線路發(fā)生事故的概率以及由事故引起的相關經(jīng)濟風險與安全風險，并且把風險評價的結(jié)果作為具體管道修復方案產(chǎn)生的重要決策依據(jù)。 </p>&

14、lt;p>　　天然氣長輸管道系統(tǒng)承擔著把天然氣從氣源一端安全輸送到用戶末端的任務，于此同時還要協(xié)調(diào)氣田生產(chǎn)的連貫性、平穩(wěn)性和用戶末端使用過程中的斷續(xù)性和不均衡性二者之間的矛盾。選擇合適的運行壓力，對于確保天然氣長輸管道的安全生產(chǎn)至關重要。適當?shù)倪\行壓力是天然氣長輸管道的安全生產(chǎn)的重要保障。按照業(yè)內(nèi)經(jīng)驗，管道運行壓力的選擇一般都遵循以下幾個原則：⑴ 首先選定并建立輸送管道正常運行的壓力范圍；⑵出現(xiàn)運行故障時,盡最大努力做到上下游統(tǒng)籌

15、兼顧；⑶ 事先確定不同崗位允許控制的壓力區(qū)間范圍。另外，天然氣輸送管道運行壓力的選擇還需要考慮不可抗力如臺風等、設備故障等因素。天然氣管道輸送企業(yè)進行的運行壓力局部調(diào)節(jié)作用是相對有限的，為了盡快跟上天然氣產(chǎn)業(yè)化的快速，可以效仿國外的先進經(jīng)驗，逐步建立從生產(chǎn)到最終用戶的高效、可持續(xù)的協(xié)調(diào)機制。 </p><p><b>　　5 結(jié)束語 </b></p><p>　　運行

16、管理的宗旨是保質(zhì)、保量、按時、高效率、低能耗的向用戶終端供氣，盡而使輸氣行業(yè)或企業(yè)獲得最佳經(jīng)濟效益。天然氣長管道輸送管網(wǎng)優(yōu)化是一個相當復雜的問題，在現(xiàn)有已知的氣源條件下，需要準確確定系統(tǒng)中壓縮機的“開或關組合”，以及天然氣管道中各站點的壓力與流量分配，使已選擇的目標函數(shù)達到最優(yōu)，最終滿足用戶的不同需求。建立從生產(chǎn)到終端用戶的快捷、高效的協(xié)調(diào)機制是保障天然氣產(chǎn)業(yè)鏈條正常云中的關鍵。 </p><p><b&g