關(guān)于天然氣管道管理的分析

1、<p>　　關(guān)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(yùn)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(guān)鍵詞：天然氣管道；管理；分析 </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p>　　1 天然氣管道運(yùn)行管理系統(tǒng)現(xiàn)狀 </p

2、><p>　　1.1 在設(shè)計(jì)階段，通常只是進(jìn)行各年度輸量工藝計(jì)算，在設(shè)計(jì)輸量下進(jìn)行工藝計(jì)算和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，確定其年耗電量，燃?xì)庀暮湍芎馁M(fèi)用，以便進(jìn)行工藝方案比選。但對(duì)如何設(shè)置在線能耗相關(guān)參數(shù)計(jì)量器具考慮不夠充分，雖然目前有部分管道在實(shí)施新改擴(kuò)建工程，增加了能耗數(shù)據(jù)采集，但基本上以站場(chǎng)總量計(jì)量為原則，對(duì)單體功能設(shè)備能耗仍然無(wú)法做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)， 并未將能耗數(shù)據(jù)采集納入行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 </p><p>

3、　　1.2 在管道運(yùn)營(yíng)階段，能源管理工作也存在諸多問(wèn)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(duì)壓縮機(jī)能耗和能效缺少科學(xué)的能量輸入和輸出計(jì)量基礎(chǔ)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(chǔ)的能源管理工作受到嚴(yán)重影響，導(dǎo)致從工藝數(shù)據(jù)和能耗數(shù)據(jù)中均無(wú)法找到節(jié)能降耗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，提高管輸效率也就無(wú)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(yùn)營(yíng)計(jì)劃、調(diào)度

4、方案、運(yùn)營(yíng)操作等各個(gè)環(huán)節(jié)，仍然停留在事后統(tǒng)計(jì)分析階段，無(wú)法對(duì)能源進(jìn)行主動(dòng)計(jì)劃管理、過(guò)程監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)優(yōu)化、統(tǒng)計(jì)分析及自動(dòng)評(píng)估。 </p><p>　　1.3 在能耗統(tǒng)計(jì)分析方面，評(píng)價(jià)指標(biāo)和對(duì)比方法過(guò)于簡(jiǎn)單。對(duì)天然氣管道能效分析和評(píng)價(jià)主要憑借調(diào)度人員和能源管理人員的工作經(jīng)驗(yàn)， 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(biāo)體系，對(duì)管道能耗進(jìn)行環(huán)比的對(duì)比分析和評(píng)價(jià)。該方法效率低、科學(xué)性差、可靠性差，不足以直觀全面地

5、反應(yīng)復(fù)雜管道的能耗水平，不便于開(kāi)展進(jìn)一步的技術(shù)分析與節(jié)能挖潛，無(wú)法滿(mǎn)足管道優(yōu)化運(yùn)行和節(jié)能降耗的要求。 </p><p>　　1.4 對(duì)調(diào)壓站、壓縮機(jī)能源利用率，尤其是瞬態(tài)工況下效率重視不夠，不僅無(wú)法對(duì)天然氣管道系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)行有效的評(píng)價(jià)和技術(shù)指導(dǎo)，即使對(duì)調(diào)壓站和壓縮機(jī)也無(wú)法準(zhǔn)確掌握其各種條件下的能源消耗情況，大大制約了壓縮機(jī)節(jié)能效果，其實(shí)際用能水平遠(yuǎn)未達(dá)到先進(jìn)水平，還有很大的節(jié)能潛力。 </p>

6、<p>　　2 天然氣管道運(yùn)行管理的氣質(zhì)控制、監(jiān)控及自動(dòng)化 </p><p>　　天然氣長(zhǎng)輸管道系統(tǒng)的氣質(zhì)控制指標(biāo)主要包括：①水露點(diǎn)、②烴露點(diǎn)、③H2S含量、④硫醇含量、⑤總硫含量、⑥機(jī)械雜質(zhì)含量、⑦惰性氣體含量等共計(jì)7個(gè)主要部分。當(dāng)前世界上絕大多數(shù)天然氣消費(fèi)國(guó)都先后制訂了符合本國(guó)實(shí)際的管輸氣質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。在國(guó)外一些先進(jìn)的輸氣系統(tǒng)進(jìn)氣點(diǎn)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(huì)自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)氣閥

7、門(mén)。在這些檢測(cè)體系中H2S的含量、硫醇及總硫含量是幾個(gè)主要的控制指標(biāo)。 </p><p>　　當(dāng)前用于天然氣管道運(yùn)行系統(tǒng)能效評(píng)價(jià)指標(biāo)難以識(shí)別管道系統(tǒng)各組成單元或設(shè)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(jì)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(biāo)仍然無(wú)法獨(dú)立，把它們應(yīng)用于能效評(píng)價(jià)不能達(dá)到最優(yōu)。 </p><p>　　天然氣管道輸送系統(tǒng)中壓縮機(jī)作為一個(gè)復(fù)雜的實(shí)

8、體，它的特殊性對(duì)管網(wǎng)優(yōu)化的影響至關(guān)重大。一般而言，管網(wǎng)結(jié)構(gòu)越趨于復(fù)雜，同一個(gè)管網(wǎng)中壓縮機(jī)數(shù)量就越多。此外，在管網(wǎng)系統(tǒng)中還存在不少的閥門(mén)和各種調(diào)節(jié)器，若再把這些因素考慮進(jìn)去，問(wèn)題將更加復(fù)雜。當(dāng)前，盡管針對(duì)運(yùn)行優(yōu)化問(wèn)題國(guó)外學(xué)者已經(jīng)研究了多年并且取得了相應(yīng)的一些成果，但整體來(lái)講它們的適應(yīng)性都比較差。鑒于此，國(guó)內(nèi)應(yīng)進(jìn)一步加大天然氣長(zhǎng)輸送管道系統(tǒng)優(yōu)化管理問(wèn)題的研究力度。對(duì)于整個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)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(jìn)行混合優(yōu)化技

9、術(shù)研究或許是未來(lái)的一個(gè)新方向。 </p><p>　　3 天然氣管道運(yùn)行管理的動(dòng)態(tài)模擬、預(yù)測(cè)和優(yōu)化 </p><p>　　根據(jù)行內(nèi)經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)行模擬與預(yù)測(cè)通常也分為穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)兩個(gè)類(lèi)別。但是由于輸氣系統(tǒng)很難達(dá)到穩(wěn)態(tài)狀況，所以在運(yùn)行管理中一般都必須進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬和預(yù)測(cè)。通常根據(jù)輸氣系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程是否與模擬的時(shí)間進(jìn)程相一致，又可分為離線模擬與實(shí)時(shí)模擬。離線模擬比較適合預(yù)測(cè)未來(lái)工作狀況，離線模擬還

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

11、給定條件就是系統(tǒng)運(yùn)行必須滿(mǎn)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(shè)備配置及性能、各氣源的供氣條件、各用戶(hù)的需求氣量等。最優(yōu)準(zhǔn)則是評(píng)價(jià)運(yùn)行方案優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)，需根據(jù)優(yōu)化運(yùn)行的目的確定。在大多數(shù)情況下以系統(tǒng)的運(yùn)行能耗最低作為最優(yōu)準(zhǔn)則。 </p><p>　　伴隨著川氣東送、西氣東輸?shù)裙こ痰年懤m(xù)建設(shè)與投產(chǎn)，一個(gè)覆蓋全國(guó)的超大型輸氣管網(wǎng)系統(tǒng)正逐步形成，工程性質(zhì)對(duì)天然氣長(zhǎng)輸送管道運(yùn)行過(guò)程中調(diào)度的要求也不斷提高。當(dāng)前，中國(guó)

12、天然氣長(zhǎng)輸送管道系統(tǒng)的運(yùn)行管理仍然是依靠經(jīng)驗(yàn)多，科學(xué)研究少。雖然在多數(shù)情況下現(xiàn)有的運(yùn)行方案具有可行度，但很難保障方案是最優(yōu)的，尤其在復(fù)雜管網(wǎng)中各站壓比的選擇、壓縮機(jī)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(yàn)作出準(zhǔn)確或最優(yōu)的判斷。伴隨著管網(wǎng)系統(tǒng)的不斷擴(kuò)大，更加科學(xué)合理的運(yùn)行調(diào)度顯得尤為重要。 </p><p>　　4 天然氣管道運(yùn)行管理的維修、可靠性和安全性 </p><p>　　

13、天然氣長(zhǎng)輸送輸氣管道的維修是一項(xiàng)專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)的工作，在國(guó)外，各大輸氣公司一般都配備有專(zhuān)業(yè)化的維護(hù)人員或者維修隊(duì)。當(dāng)下國(guó)內(nèi)外常用的線路維修手段包括：①現(xiàn)場(chǎng)襯里法、②環(huán)氧樹(shù)脂套管法、③帶壓開(kāi)孔法、④液氮冷凍土堵法等。目前國(guó)際上先進(jìn)的維護(hù)方法是：在智能清理和管理檢測(cè)的基礎(chǔ)上按照故障樹(shù)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(guān)經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)與安全風(fēng)險(xiǎn)，并且把風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的結(jié)果作為具體管道修復(fù)方案產(chǎn)生的重要決策依據(jù)。 </p>&

14、lt;p>　　天然氣長(zhǎng)輸管道系統(tǒng)承擔(dān)著把天然氣從氣源一端安全輸送到用戶(hù)末端的任務(wù)，于此同時(shí)還要協(xié)調(diào)氣田生產(chǎn)的連貫性、平穩(wěn)性和用戶(hù)末端使用過(guò)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(yùn)行壓力，對(duì)于確保天然氣長(zhǎng)輸管道的安全生產(chǎn)至關(guān)重要。適當(dāng)?shù)倪\(yùn)行壓力是天然氣長(zhǎng)輸管道的安全生產(chǎn)的重要保障。按照業(yè)內(nèi)經(jīng)驗(yàn)，管道運(yùn)行壓力的選擇一般都遵循以下幾個(gè)原則：⑴ 首先選定并建立輸送管道正常運(yùn)行的壓力范圍；⑵出現(xiàn)運(yùn)行故障時(shí),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(yùn)行壓力的選擇還需要考慮不可抗力如臺(tái)風(fēng)等、設(shè)備故障等因素。天然氣管道輸送企業(yè)進(jìn)行的運(yùn)行壓力局部調(diào)節(jié)作用是相對(duì)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(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，逐步建立從生產(chǎn)到最終用戶(hù)的高效、可持續(xù)的協(xié)調(diào)機(jī)制。 </p><p><b>　　5 結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　運(yùn)行

16、管理的宗旨是保質(zhì)、保量、按時(shí)、高效率、低能耗的向用戶(hù)終端供氣，盡而使輸氣行業(yè)或企業(yè)獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益。天然氣長(zhǎng)管道輸送管網(wǎng)優(yōu)化是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的問(wèn)題，在現(xiàn)有已知的氣源條件下，需要準(zhǔn)確確定系統(tǒng)中壓縮機(jī)的“開(kāi)或關(guān)組合”，以及天然氣管道中各站點(diǎn)的壓力與流量分配，使已選擇的目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最優(yōu)，最終滿(mǎn)足用戶(hù)的不同需求。建立從生產(chǎn)到終端用戶(hù)的快捷、高效的協(xié)調(diào)機(jī)制是保障天然氣產(chǎn)業(yè)鏈條正常云中的關(guān)鍵。 </p><p><b&g