天然气支干线长输管道特点及安全问题探讨

天然气支干线长输管道是指连接国家级天然气输气干线和城市管网之间的区域性天然气长输管道，负责某一个省或一片区域的天然气供给，是天然气输送过程中的一个重要环节。分析了天然气支干线长输管道在管径、压力、能源安全及经济性上的特点，提出了天然气支干线长输管道在建设过程中遇到的阴极保护、路由选择、与高压电线和高速公路交叉并行等方面的典型安全问题，并对这些问题进行了分析和探讨。     

油品需求型成品油管道分输计划优化

成品油管道的最大特点是采用"背靠背"的方式同时输送多种油品，其运行与管理的一项重要内容是制定批次计划。利用计算机自动优化批次计划对提高成品油管道管理水平与效率具有重要意义。成品油管道批次计划优化问题建模的难点在于如何描述批次在管道内的运移过程以及满足诸多的工艺运行要求。针对单点注入、多点分输油品需求型成品油管道分输计划优化问题，以管道沿线各管段运行流量整体平稳性最高为目标，采用离散时间的表达方法建立了混合整数线性规划模型。模型可满足批次跟踪、管段运行流量、首站输入、中间站分输、末站分输、站场需求等约束条件。为增加优化结果的实用性，模型中引入了两类约束条件：管道沿线任一中间站应既允许执行部分分输作业，也允许执行全分输作业；为减少管道操作人员的工作量，要求在相邻的两个时段内，若同一中间站对同一批次执行部分分输作业，其分输流量应保持一致。以成品油管道历史输油任务为例，成功利用CPLEX软件获得了模型最优解，验证了模型的有效性。     

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“西气东输”管道全长3900 km，设计输气量为120×108 m3/a，设计压力为10 MPa，外径为1016 mm，采用带内涂层的X70钢管敷设，管道沿线分布着10座压气站和11条分气支线。在“西气东输”管道达到120×108 m3/a的设计输气能力时，全线投运的压气站和压缩机组数目较多。利用笔者自行研制的“西气东输”管道优化运行专用软件，计算了在多种条件下的稳态优化运行方案，并从输气工艺角度对计算结果进行了较深入的分析与讨论，在此基础上总结了“西气东输”管道优化运行的基本规律，对该管道投产后的运行调度及后期的增输改造具有参考价值。     

输气管道调压系统压力参数设置探讨

为了规范和统一输气管道分输站调压系统的压力参数设定值,充分发挥输气干线分输站下游分输管道的输送能力,通过分析目前国内输气管道采用的主要设计规范GB 50251—2015和欧洲输气管道采用的设计规范EN 12816—2014、ISO 13623—2007对输气线路和调压系统方面的具体要求,采用类比推理的分析方法,对比了我国标准和欧洲标准中影响输气线路和调压系统设计的重要因素,即线路地区等级的划分、管道强度设计系数的选取、管道壁厚计算公式、管道强度试验压力。参考EN 12816—2014标准中调压系统压力参数的设置模式,类推出依据GB50251—2015设计的输气管道调压系统可以采取的压力参数设置模式,为输气管道调压系统和压气站的压力参数设置提出了理论依据,具有重要的实际应用和工程指导意义。     

2004年美国天然气管道发展及其展望——2004年底，全美天然气输送管网中干线管道200多条，跨州的干线管道107条，州内干线管道90多条，总长度超过47．8万km

2004年美国天然气管道的基本情况和发展趋势 至2004年底，美国天然气输送管网中共有干线管道200多条，其中跨州的干线管道107条，州内干线管道90多条，总长度超过47．8万km（表1）。跨州管道日输气容量为41．9亿m^3，州内管道日输气容量超过8．49亿m^3。2004年，全国管道长度只增加了1％，新增管输容量也只略多于4％。     

福建省液化天然气项目简介

福建液化天然气总体项目包括液化天然气接收站和输气干线项目以及与之相配套的三个新建燃气电厂项目莆田燃气电厂、晋江燃气电厂及厦门燃气电厂和福州、莆田、泉州、厦门、漳州五个城市液化天然气利用工程项目。福建液化天然气接收站和输气干线项目是其中的牵头项目包括码头、接收站和至各用户门站的输气干线和支干线。其供气范围覆盖福州、莆田、泉州、厦门、漳州等闽东南三角洲地区。     

天然气输气干线系统输差预警指标研究

输差预警指标除与计量设备的计量误差有关外，还与管道泄漏、管存量与放空量的计算误差及其他人为因素有关。在建立系统流量测量不确定度模型的基础上，几何相加一定的附加不确定度来考虑其他各种因素对输差的影响，认为该附加不确定度取为0.3％-0.5％较为符合目前国内输气干线的实际情况。实例分析表明，该方法可用于确定某一统计周期内天然气输气干线系统输差的合理变化范围，从而有效指导输差分析。     

石油工程建设基本术语(续)

12.管道术语及其含义应附合下列规定:12.1 出油管线flow line自井口装置至油气计量分离器的管线。12.2 采气管线flow line井口装置节流阀至一级油气分离器的管线。12.3 集油管线gathering line油田内部自油气计量分离器至有关站和有关站间输送气液两相的管线,或未经处理的液流管线。12.4 集气管线gathering line油气田内部自一级油气分离器至天然气的商品交换点之间的气管线。12.5 矿场输油管线lease oil transportation line油田内部有关站之间和自有关站至商品原油交接点之间的油管线。12.6 输气管线gas transmission line自油气田天然气的商品交接点至用户交接点(如城市门站、工厂配气站)的气管线。12.7 原油长输管道crude oil pipeline     

管道建设再上层楼——西气东输冀宁联络线工程建设新探索

西气东输冀宁管道是我国首条数字化管道。它是连接西气东输管道和陕京二线输气管道的联络线．是西气东输工程续建的后备保障工程，可以为西气东输干线管道提供安全保障，实现西气东输干线与陕京二线输气管道的互通互调，使长江三角洲和环渤海两大区域管网实现气源多元化、输气网络化、供气稳定化和管理自动化，管道建成后．能够向河北省、山东省及苏北地区供送天然气。     

西气东输城市燃气用户的用气不均衡特性

西气东输管道已经实现向我国东部四省一市的安全供气。针对2004年西气东输管线实际输气情况,对城市的用气不均衡特性进行分析,以实例说明了东部城市用气的月不均衡和目不均衡特性特点,预测了城市用气不均衡特性的发展趋向,对干线管道及城市管网的运行管理提出了建议。     

川西天然气集输管网系统最优规划研究

川西天然气集输管网系统庞大而复杂，而管网最优规划是在气田开发地面工程建设中必须首先解决的问题，它不仅涉及到从井口到一级集气站，从一级集气站到二级集气站等的管网布置，还涉及到各级和各个集气站的布局。文章针对效益和费用两个目标，建立了川西集输管网系统最优规划的数学模型，并应用资源优化ReO软件进行了仿真计算，得出了川西管网的最优规划方案。该管网系统最优规划研究成果，不仅适用于新建天然气管网系统，还适用于已建管网系统的评价和改造。     

四川输气南干线管网优化运行

四川输气南干线凭借发达的管输系统为四川、云南、贵州、重庆的以四川天然气化工厂、四川泸天化集团、云南云天化集团有限责任公司、贵州赤天化集团有限责任公司等为代表的重点工业用户供气，目前最大日输气量达1000×10⁴m³。为此，针对四川输气南干线管网扩建形成复线输送后管网运行的复杂状况，通过对南干线总厂至纳溪段管网组成特点及用户用气特点的分析，在比较不同的运行方式的基础上，选择了不同工况下的最优运行方式，最大限度地利用了现有天然气储运设施的能力，提高了管输效率，有效地克服了管网运行中的矛盾，同时对即将建设的北二环的运行也有一定的借鉴的意义。     

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向中国东部经济发达地区提供天然气的“西气东输”工程的输气管道，是目前中国距离最长、管径最大、压力最高、输量最大、投资最高的输气干线。在对工程概况进行说明后，详细介绍了该管道工程的干线设计，其中包括：设计压力与管径优化选比，压气站增压系统优化，内涂层减阻技术使用，调峰，以及长江、黄河的穿越等。同时，还介绍了包括流量计计量、标定，自动化控制和信息、通讯等技术在内的整个输气工程的调度管理系统。从而全面地展现了“西气东输”工程的整体面貌和技术水平，在工程中使用的技术有很多在国内尚属首次应用。最后，还对今后的工作提出了建议。     

天然气管网输配气量优化研究

天然气管网系统管理部门为了明确天然气管网的输气能力和提高天然气管网的利用率，需要对天然气管网系统的输配气量进行优化。为此，以天然气管网系统的最大流量为目标函数，同时考虑了管道强度、节点压力和流量限制等约束条件，建立了天然气管网输配气量优化的数学模型。在研究遗传算法和模拟退火算法的基础上，提出了一种由二者结合构成的具有全域搜索、快速收敛和鲁棒性强等特点的混合遗传算法。结合实例，采用这一新算法求解了天然气管网输配气量优化的数学模型。实例优化结果表明，所建立的数学模型和采用的混合遗传算法是可行和有效的，能够对天然气管网系统输配气量的调度运行起到指导作用。     

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向中国东部经济发达地区提供天然气的“西气东输”工程的输气管道，是目前中国距离最长、管径最大、压力最高、输量最大、投资最高的输气干线。文章在对工程概况进行说明后，详细介绍了该管道工程的干线设计，其中包括：设计压力与管径优化选比，压气站增压系统优化，内涂层减阻技术使用，调蜂，以及长江、黄河的穿越等。同时，还介绍了包括流量计计量、标定，自动化控制和信患、通讯等技术在内的整个输气工程的调度管理系统。从而全面地展现了“西气东输”工程的整体面貌和技术水平，在工程中使用的技术有很多在国内尚属首次应用。最后。还对今后的工作提出了建议。     

管道新设备、新技术在“西气东输”项目中的应用

“西气东输”工程项目以新疆塔里木油气田为主供气源,以长江三角洲地区为主要目标市场,以干线管道、重要支线和储气库为主体,连接沿线用户,形成横贯我国西东的天然气供气网络。截至2006年底,该项目共投产运营5800 km管道,累计输送天然气158×10⁸m³。作为国内首条大口径、长距离、高压力输气管道,“西气东输” 项目从设计、施工、运行等方面研发应用了多项新技术、新设备,对此进行梳理和总结可以为后续管道建设提供宝贵的借鉴经验。     

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陕京输气管道ＳＣＡＤＡ／ＰＯＡＳ系统是迄今为止我国陆上控制天然气管道距离最长、自动化水平最高、功能齐全的自动化系统，整个项目从１９９３年开始至１９９７年基本结束。该项目由德国ＰＬＥ管道工程公司、德国ＣＥＧＥＬＥＣＡＥＧ系统自动化公司、四川石油管理局勘察设计研究院、北京华油有限责任公司（原中国石油天然气总公司北京天然气集输公司）等共同完成。陕京输气管道自动化系统实现了陕西到北京天然气输送的远程监视、控制、数据采集、管道工艺优化和决策，简称ＳＣＡＤＡ／ＰＯＡＳ系统。该系统包括北京调控中心网络计算机调度管理及监控系统，远程站自动控制系统ＡＣＳ，北京、山西、陕西３个输气管理处（ＧＴＤ）的监视系统（ＰＣＶｉｅｗｓ）。该系统以北京调控中心为核心，对全长８５３２３ｋｍ主干线和６５１９ｋｍ支线的输气管道运行进行监视、控制、调度和管理；同时还具有支持工程开发和培训等功能，为整个管道的优化操作和调度管理提供科学指导和决策。     

输气管网的水力可靠性分析方法

输气管网的水力可靠性决定了供气的可靠性和供气质量。现有的输气管网的水力可靠性分析方法对于流量和压力的关系，多采用0-1模式，即把供气可靠性简单分为“供气正常”和“供气中断”两种模式，这与实际情况有较大差异。为此，在供气可靠性研究中增加了“部分供气”模式，并采用3种可靠性特征量即：节点可靠度、体积可靠度和网络可靠度来表征管网的水力可靠性，并介绍了水力可靠性特征量的计算方法，还对实例管网正常工况和事故工况下的供气可靠性进行了分析计算。结果表明：在实际的事故工况中，各节点的供气可靠性均受到影响；离气源点越近，管网节点可靠性越高；离事故点越近，节点可靠性就越低，但输气管网的部分节点依然能够部分满足供气要求。这说明本方法的分析结果更符合输气管网的实际。     

基于遗传算法的气田集输管网整体优化方法

目前气田常用天然气集输管网分级优化法的缺点在于每一级的优化结果仅仅是局部最优解,难以保证最终结果是全局最优解。为此,提出了基于遗传算法的气田集输管网整体优化方法,即以整个管网的投资费用最低为目标函数建立数学模型,采用遗传算法求解,在遗传算法中将各站的站址及站辖管道的管径放在一起作为优化变量,求出管网投资费用最低时各站的站址以及各条管道的管径;同时针对遗传算法本身的局限性,结合模拟退火算法,调整了优化方法的适应度函数。实例计算结果表明,该整体优化方法在节省投资方面要优于传统的分级优化方法。     

复杂城市管网多气源混输模型的构建及工程应用

为研究复杂城市燃气管网多气源混输的影响,在传统燃气管网水力仿真模型的基础上补充气体组分追踪方程,构建燃气管网多气源混输仿真数学模型.通过某省规划管网算例,验证所构建模型的准确性.将所构建多气源混输模型应用于A城市高压燃气管网系统,研究多气源混输对管网中气体压力、气源结构及气体组成的影响.结果表明,季节性供气方案调整会导...