覃福华 罗源
广西广投天然气管网有限公司 广西南宁 530029
摘要：随着社会经济水平的发展和科学技术的进步，资源的不断减少导致能源供需矛盾日益突出。目前，提高能效和资源优化配置已成为经济发展和社会进步的重要因素。伴随着我国天然气输送管道技术的不断发展和技术的日趋成熟，天然气管道输送自动化技术得到了广泛的应用。本文将简要分析天然气管道运输自动化技术的发展，以及如何提高中国天然气管道运输的自动化技术水平进行说明。
关键词：天然气管道；输送自动化；技术探究
引言：
随着国内市场甚至世界市场对天然气的需求不断增加，天然气资源的开发和运输能力也在不断增加。作为天然气管道运输的主要运输方式之一，提高运输能力和保证运输安全，离不开管道运输技术的创新和应用。
1 简析天然气管道输送及管道输送系统
天然气管道运输是指天然气通过原来的天然气开采现场或加工现场的管道输送到中转站或天然气利用单元的过程。天然气管道运输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一套天然气开采输送和供应系统组成，天然气管道运输系统是生产井和用户之间的桥梁和纽带。天然气通过运输系统的自动化系统从气井中提取，并通过大型复杂的管网输送给用户。
2 简析天然气管道输送自动化技术的发展现状
2.1 国内天然气管道输送自动化技术的发展现状
随着中国经济水平的不断提高和综合国力和世界竞争力的不断提高，中国的能源需求量也在日益增加。这就要求中国在能源开发和能源传输方面不断创新，并采用高新技术来提高有效利用率。同样，作为中国主要能源的天然气总体水平也在发生变化。西气东输和陕京管道在设计和施工过程中实现了与国际先进水平的无缝衔接。这代表了中国天然气管道项目的最高水平，也代表了中国天然气管道自动化技术的发展。为了实现设备在技术设备运行方面的逻辑控制，采用能够满足不同运行条件的RTU和PLC硬件，并采用符合系统规模的SCADA系统进行在线检测和数据整理的整个网络。卫星遥感技术和GPS卫星定位技术不断应用于天然气输送管道的管理，实现设备的实时定位和全数字化管理。为了更好地保证输送管道的稳定性和可靠性，实现全自动化，天然气压缩机基本实现全自动化控制，超声波流量计已被广泛应用于天然气计量，其他自动化设备也逐渐用于天然气计量中。
2.2 国外应用现状
早在20世纪60年代，美国就开始研究主输气管道的优化运行。当时，主要是研究稳态优化操作。经过几十年的发展，美国、英国、俄罗斯等发达国家形成了较完整的天然气管道优化运行理论和方法，并将其应用于输气管道的生产实践。主干输气管道优化运行的最佳标准通常是最低运行能耗或能源成本。使用这种最优标准的优化操作问题被称为功率优化问题（功率优化）。国外经验表明，能耗的优化可以不同程度地降低输气管道的能耗。国外天然气的应用相对较早，因此天然气自动化技术也相对成熟。目前，一些涉足油气管道行业的国外专业软件公司已经开发出商品软件，以实现主线天然气管道或管网的优化运行。这些优化软件已应用于国外的一些主线天然气管道或管道。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外，一些天然气管道公司自主开发了干线天然气管道或管网优化运行软件。近年来，国外天然气管道优化运行的发展趋势是将该技术推广应用于干线天然气管道，同时进一步研究管网优化运行技术和非稳态优化运行技术。美国公司Stoner开发了软件SWS，用于设计气体稳态管道网络和软件SPS，以模拟长距离管道的动态情况。SPS设置理想的调节器，可以轻松模拟管道系统控制，如进口和出口压力控制和流量控制。在自动化技术的使用中，除了自动化和网络技术外，还有使用地理信息系统与现有的管道管理系统相结合，为管道监控、设计和施工提供管理信息，以及使用自动化技术来降低管理成本。美国CNGT天然气公司将其优化运营技术的基本条件应用于其管线之一。初步测试表明，优化的操作技术可以将该管道的能耗降低10％左右。目前，国外燃气管网优化运行研究的发展趋势是对非稳态工况的最优控制。实验表明，动态优化控制可以节省高达17％的能源成本，并且可以有效地控制动态转换时间。
2.3 如何提高我国天然气管道输送的自动化技术水平
SCADA系统（数据采集和监测控制系统）的广泛应用是天然气管道运输中使用的相对成熟的自动化技术。SCADA系统可实时监测和调度天然气生产过程及其自动化系统，减少人工调度的工作量，实现天然气生产调度的精细化，进一步实现天然气生产调度的自动化。这样可以实时采集和安排运行设备的相关数据，对设备进行实时控制。同时，自动化设备的监控功能可以在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，可以大大提高天然气管道运输的自动化水平和效率。在中国天然气管道运输技术的不断创新和新技术研发和投资的推动下，现有的SCADA系统可以与管道模拟软件有效地结合，从而实现管道运行系统的自动化和控制，大大提高了效率。在此基础上，将卫星遥感技术，GPS技术，GIS技术以及PLC，RTU等硬件设备与SCADA系统集成，大大提高了天然气管道传输自动化技术水平，实现了对天然气管道的自然监控。同时，可以在整个管道网络系统中对各级数据和分段系统进行科学的分级数据收集和分类。这可以有效提高中国天然气生产运输的运营效率，降低生产成本，从而提升中国天然气在国际市场的综合竞争力。在天然气管道运输自动化技术创新过程中，中国还将优化整合SCADA系统，GPS和GIS技术，积极吸取和借鉴国外先进技术手段，尽快建成全国管网系统深入探索和研发创新。输入技术，并投资实际管道网络进行测试，从而尽快实现天然气管道自动化技术真正的国际水平。
随着天然气管道自动化技术的不断发展和设备及技术的不断创新，优化世界天然气资源的更加有效利用，使其更好地促进全球经济的共同繁荣。同时，天然气管道运输自动化技术的发展可以提高天然气的有效利用率，提高天然气资源在采矿，运输和使用过程中的安全性，降低采矿运输成本。天然气资源现已成为世界经济增长的重要资源之一。交通自动化的速度也在不断提高。天然气管道运输自动化技术的不断改进和创新必将对天然气资源的优化利用起到更大的作用。
结语：
我国天然气运输自动化技术的使用效率不高，网络化管理建设不充分。这些是导致中国天然气输送自动化管理水平低的原因。另外，中国地域辽阔，地理环境复杂。因此，为了适应市场需求，应该从网络管理和自动化技术创新等多个方面进行构建，以保证提高运输自动化水平，满足中国天然气需求。
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论文作者:覃福华,罗源
论文发表刊物:《防护工程》2018年第14期
论文发表时间:2018/9/30
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