浅析天然气管道输送自动化技术探究

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[摘 要]随着社会经济水平的发展和科学技术的进步，逐渐减少的世界资源总量致使能源供需矛盾日益突出。当前，提高能源的利用率和资源的优化配置水平已然成为经济发展和社会进步的重要因素。伴随我国天然气输送管道技术的不断发展，技术工艺的日趋成熟，天然气管道输送自动化技术得以广泛的应用。本文将对天然气管道输送自动化技术、国内外天然气管道输送自动化技术的发展现状对比以及如何提高我国天然气管道输送自动化技术水平等方面进行简要分析。

[关键词]天然气管道 输送自动化 技术探究

中图分类号：U473.2+4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）27-0365-01

由于国内市场乃至世界市场对天然气需求量的不断增大，天然气资源的开发和输送能力也在日益增强。作为天然气主要输送方式之一的管道输送而言，提高其输送能力保障输送安全，离不开管道输送技术的革新与应用。天然气管道输送自动化技术的应用势必会提高天然气的管道输送能力。

一、简析天然气管道输送及管道输送系统

1、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。

2、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。

二、简析天然气管道输送自动化技术的发展现状

1、国内天然气管道输送自动化技术的发展现状

随着我国经济水平的不断发展，综合国力与世界竞争能力的不断提升，我国对能源的需求量也在日益的加大，这就要求我国在能源开发和能源输送中不断创新，采用高新技术及信息化技术提高能源的开采量和有效利用率。同样，作为当前我国主要能源之.的天然气其输送系统的整体水平也在发生着变化。西气东输、陕京管道在设计建设过程中实现了与国际化先进水平的无缝对接，这代表了我国天然气管道工程的最高水平，同时也代表了目前我国天然气管道输送自动化技术水平的发展程度。在技术设备运行方面为实现设备的逻辑控制，采用了能够符合不同运行条件的RTU和PLC硬件，同时采用与系统规模相吻合的SCADA系统进行全网的在线检测和数据整理。卫星遥感技术和GPS卫星定位技术在天然气输送管道管理中的陆续投人使用，实现了设备的实时定位与全数字化管理。为了更好的保证输送管道的稳定可靠实现全自动化，天然气压缩机基本上实现全自动化控制、超声波流量计在天然气计量中得到了普遍采用以及其它各种附属设备上逐渐使用的自动化设备等。

2、国外应用现状

美国早在二十世纪六十年代初就开始进行干线输气管道优化运行研究，当时主要是研究稳态优化运行问题。经过几十年的发展，美国、英国、俄罗斯等天然气工业发达的国家已经形成了一套比较完整的输气管道优化运行的理论和方法，并且已将其应用到输气管线的生产实践中。干线输气管道优化运行的最优准则通常是运行能耗或能耗费用最低，采用这类最优准则的优化运行问题称为能耗最优化问题（poweroptimization）。国外经验表明：能耗最优化可以使输气管道的运行能耗有不同程度的降低。国外的天然气应用较早，因此天然气的自动化技术也较为成熟。目前，国外一些涉足油气管道行业的专业软件公司已经开发出干线输气管道或管网优化运行的商品软件，这些优化软件已经在国外一些干线输气管道或管网上应用。此外，某些输气管道公司自行开发了干线输气管道或管网优化运行软件。近年来，国外在输气管道优化运行方面的发展趋势是在干线输气管道上推广应用这项技术，同时进一步研究管网优化运行技术及非稳态优化运行技术。美国Stoner公司开发了用于气体稳态管网设计的软件SWS，以及模拟长输管道动态工况的软件SPS。SPS设置了理想化的调节器，可以方便地模拟管道系统的控制，如：进、出站压力控制、流量控制等。在自动化技术的使用中，除了自动化以及网络化技术之外，还有GIS的使用，结合原有管道的管理系统，为管道的监测、设计以及施工等提供了管理资料，并且采用自动化技术进行管理，实现了管理成本的降低，而且能够对管道问题进行及时处理。美国CNGT输气公司在其一条管道上应用优化运行技术的基本情况，初步试验表明优化运行技术可使这条管道的运行能耗下降10%左右。目前国外输气管网优化运行研究的发展趋势是非稳态工况的最优控制，实验表明，动态优化控制能节省高达17%的能耗费用，且能有效的控制动态转变时间。

三、如何提高我国天然气管道输送的自动化技术水平

大范围普及应用SCADA系统（数据采集与监视控制系统）这一天然气管道输送实际运用中比较成熟的自动化技术。SCADA系统能够实时对天然气生产过程及其自动化系统进行监控与调度，减轻人工调度的工作量，实现天然气生产调度工作的精细化，进而实现天然气生产调度的自动化。从而对运行设备进行相关数据的及时采集整理、设备的实时控制、测量以及设备参数的相应调节等工作。同时自动化设备的监控功能能够第一时间发现并报告系统中存在或可能发生的危险或隐患，此举可大幅提高天然气管道输送的自动化水平与效率。在我国天然气管道输送技术不断创新和新科技研发并投人使用的推动下，原有运行的SCADA系统可大范围实现与管道模拟仿真软件的有效结合，从而使管道运行系统的自动化控制水平与管理效率大大提高。在此基础上，卫星遥感技术、GPS技术、GIS技术以及PLC，RTU等硬件设备与SCADA系统的结合，大大提高了天然气管道输送自动化技术的水平，从而实现了对天然气施工现场的监控、监管以及相关数据信息的实时采集与整理。同时可对整体管网系统中各级数据、各分段系统进行科学的分层数据搜集与整理。这样可以有效的提高我国天然气开采、输送的运行效率，降低生产成本，进而增强我国天然气在国际市场中的综合竞争能力。我国在天然气管道输送自动化技术的革新过程中还要将SCADA系统、GPS，GIS等技术进行优化整合，并积极学习和借鉴国外先进技术手段早日建成全国范围的管网系统，深人探究和研发创新型技术，并投人到实际管网中进行测试检验，以致早日达到天然气管道输送自动化技术的真正国际化水准。

天然气管道自动化技术的不断发展，设备、技术水平的不断革新换代，可以优化全球天然气资源的有效利用，使其更好的拉动全球经济的共同繁荣。同时天然气管道输送自动化技术的发展可以增加天然气的有效使用率，提高天然气资源在开采、输送、使用过程中安全性，降低开采、输送成本。天然气资源现今已然成为世界各国拉动经济增长的重要资源之一，其输送的自动化技术革新速度也在日益提高。天然气管道输送自动化技术的不断完善与革新，势必会为全球天然气资源的优化利用发挥更大的作用。

参考文献

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[2] 刘建辉.天然气储运关键技术研究及技术经济分析[D].华南理工大学，2012.

[3] 伍禹臣.天然气管道输送过程中管道防腐的研究以及防腐方法的创新[J].中国高新技术企业，2013，02：19-21.