准噶尔盆地西北缘输配气系统的建设和管理

天然气的输配是天然气工业化生产的重要环节，它涉及到天然气的生产、集输，处理及配送等各个方面。结合准噶尔盆地西北缘天然气输配系统的改造工程和生产运行实践，针对输配气系统建设及管理过程中出现的问题，从管网建设及管理角度逐一进行了探讨，提出了应借鉴的经验和应汲取的教训。     

兰州煤气管网的可利用性分析

城市配气管网作为输气管道的下游配套工程，是天然气顺利进入沿线城市的重要环节。在利用原有的煤气管网的基础上，根据城市燃气管网系统的特点，在进行天然气置换前需要对原有的煤气管网进行分析与改造。以兰州煤气管网为例，通过对输配系统设计、施工以及防腐的分析，对煤气管网在土壤电阻率和腐蚀性、管道外防腐层以及管内璧等方面进行检测提出了建议。     

用计算机优化输配气方案

天然气运销部门在输气量相同的情况下,怎样调配天然气以便达到提高企业经济效益的目的,亦即输气系统在压力约束内如何尽量承运最多的天然气周转量。现通过建立一种数学模型,运用规划理论优化输配气方案,并借助计算机的高速运算功能,用BASIC语言编制的程序,实现了这一目的。文中对这一方法的全过程作了比较详细的介绍。经实际运用,按优化输配气的方案进行调配,获得了较多的经济收益,也为社会作出较大贡献。     

大型天然气管网运行方案多目标决策优化

基于多目标决策优化技术理论,开展了天然气管网运行优化研究。确定了大型天然气管网运行方案多目标决策优化系统的架构,指出了建立综合评价指标体系的基本原则和具体步骤,提出了对模拟运行方案进行评价的标准模式,明确了采用兼容度法对评价方法进行再评价。以"西气东输-陕京一、二线-冀宁线"天然气管网为例,构造了5套管网运行方案,运用大型天然气管网运行方案多目标决策优化技术对运行方案进行优选,初步验证了该技术思路和方法的科学性、可行性,其中:模糊综合评价法最适合所建立的天然气管网运行优化方案评价体系。     

天然气管网系统风险评估

为了更加客观地定量评估天然气管网系统风险,以北京市天然气管网系统为例,深入分析了引起管网事故的原因,对事故进行统计分析,建立了天然气管网系统风险评估指标体系.在对事故可能性的评估中,结合天然气管网本身参数设计和周围环境特点,通过对管道与管网的可靠性分析,实现对事故可能性的修正;在对后果严重程度的评估中,引入管网事故风险的承受能力和控制能力,对天然气管网脆弱性进行分析,实现了对后果严重程度的修正.对事故可能性和后果严重程度分级后,通过风险矩阵可以计算出天然气管网系统的风险等级.     

德国天然气输配现状

德国作为世界天然气消费大国和欧洲大陆重要的天然气运输中转国,其天然气输配系统经过多年发展已经进入相对成熟的阶段。阐述了德国天然气供给链条的结构组成,梳理了当前市场上的主要供气商和管道运营商,呈现了德国天然气的市场结构和运行方式。系统介绍了德国的天然气储运系统,着重描述了其境内重要的长输管道和过境的欧洲输气干线,概述了地下储气库的发展现状和未来规划。展示了发达国家天然气输配领域的发展现状和未来趋势,可为中国天然气工业领域未来的发展提供借鉴。     

川气东送管道首站压缩机启用影响模拟

对天然气管道首站单台压缩机故障停机时上游集输管网系统压力与流量的波动情况进行研究,有利于保障集输管网的安全运行。基于川气东送管网系统上下游集输管网概况,采用SPS软件模拟了首站单台压缩机故障停机对上游系统产生的影响。根据模拟结果,当首站一台在用压缩机紧急故障停机时,将影响净化厂及集输管网的压力和流量,并引起另一台压缩机流量增大、压力降低,从而影响整个川气东送管网的正常运行;同时,可能引起净化厂的净化装置系统压力波动,造成整个气田关断停车。据此,提出在首站增加放空设施,通过安全联锁泄放的方法保证管网压力平衡,降低对另一台压缩机的影响,从而保障整个川气东送上下游管网安全运行。     

能源互联网中的天然气管网作用及其运行模式探讨

随着技术进步以及环保意识的提高,能源互联网正逐渐形成,可再生能源将逐步成为能源主体,对天然气管网的发展提出新的要求。从天然气管网特性的角度,对其融入能源互联网的条件及作用进行了分析：(1)从目前国内外天然气需求形势出发,指出天然气在保障能源安全中的重要地位,并分析了能源互联网的基本架构以及此架构下天然气管网运行特性研究不足的现状;(2)从干线管网现状、城市燃气管网建设以及天然气体制改革方面,分析了中国天然气管网发展现状,并从气电调峰、掺氢输送以及能量储存3个方面阐述了天然气管网在能源互联网中能起到的重要作用;(3)从天然气能量计量、需求侧综合管理、储能与能量转换设施建设以及多能源综合调度4个方面,探讨了天然气管网融入能源互联网的运行模式。针对能源互联网中天然气管网发展面临的形势及其关键技术,给出建设及发展建议,以期更好地发挥天然气管网储能量大、传输损耗低、新能源接纳能力强等优势。（图7,参29）     

华北天然气省级管网低负荷率对终端成本的影响

华北地区天然气管网发达,天然气需求日益增长,而各省级短途天然气管网运营主体不一,分布相对分散,管径、压力等级较小,运输负荷率低,在准许成本加合理收益的管输费定价模式下形成了中游运输环节"1+X"的局面,造成较大运输成本瓶颈。通过对比分析华北地区国家管网长输管道与省级管网短途管道天然气运价差异,指出提高管道负荷率至规定起算值以上,可明显降低单方气管道运价,对终端用户用气降本作用显著。并提出以下建议:减少运输环节,尽可能将省级管网并入国家管网公司,减弱运输成本瓶颈,激发市场活力;优化天然气管道输气、配气路径;积极推动省级短途管网向第三方公平开放;不断增强天然气资源调运供给,利用运量与运价相互关系,惠及用户,助推天然气行业的高质量发展。(图1,表8,参25)     

陕京天然气管网系统供气可靠度的敏感性

随着中国天然气需求量迅猛增长,天然气供应的安全性、稳定性及时效性备受关注,确定天然气管网系统可靠度显得尤为重要。以陕京天然气管网系统为研究对象,运用质量工程中常用的六西格玛法则,基于典型工况对最直接影响天然气管网系统可靠度的模拟次数、沿线分输方案、管段单元可靠度、站场单元可靠度、市场需求量5个方面进行敏感性分析。结果表明:由于天然气管网系统存在一定的设计冗余及自身可靠度较高,因此其受自身因素可靠度浮动的影响较小,而受供气需求量浮动的影响最为明显。研究成果为提高天然气管网系统供气保障能力提供了理论支持。     

城市天然气管网运行的可靠性分析

结合城市天然气管网的特点，对其运行的可靠性进行了分析，提出了城市管网可靠性评价的内容，给出了管网的分段原则，针对城市天然气管网运行的可靠性，将整个管网的管理分为初期、中期和末期三个阶段，并利用概率论的方法重点讨论了初期和中期管网的可靠性，给出了初期管网失效的故障树，提出了城市天然气管网可靠性运行的保证措施。     

管道末段储气调峰分析方法

在复杂输气管道稳定过程分析方法的基础上,建立了输气管道储气能力分析方法.该方法可以根据管道起点或终点的压力限制条件和稳态输量,确定管道末段储气调峰的能力和用储气库参与小时调峰的需求,能够系统地分析复杂输气管网工艺过程,确定管道末段储气调峰能力,是一种简便、实用的近似方法.在瞬态分析前,可对管网系统末段储气调峰能力进行预测和判断.经计算比较,提出的方法与SPS系统分析结果吻合很好,可用于预测管道的储气能力.在实际应用中,特别是在管道可行性研究和设计阶段具有重要的价值.     

复杂输气管道稳定运行分析方法

利用样条函数将非线性方程组线性化的方法，建立了复杂输气管道稳定过程的解析方程，该方程可以反映出管道任意位置上流量与压力的关系，结合实例，给出了计算公式，介绍了公式的推导过程和计算结果，为复杂的输气管道稳定运行提供了安全保证。     

输气管道的储气与调峰

输气管道终端用气量经常处于不断变化之中,尤其是在作为民用时,供气规律将出现不均匀性,由此产生用气高峰和低谷。利用管道储气调峰技术可以很好地解决气田供气的稳定性与终端用气量的不均匀性之间的矛盾,使供气和用气达到平衡,解决的途径是通过瞬态分析方法来实现,该方法采用数学物理方法来准确描述输气管道的动态运行过程,可对输气管道各个时刻的压力和流量的变化规律进行分析,并对管道储气量进行校核,计算精度大大高于静态近似法。以哈依煤气管道应用储气调峰技术为例,给出了瞬态分析中选择初始条件的方法。     

输气管网稳态运行优化计算方法

应用油气管道输送理论和最优化技术对管网系统的稳态运行进行了分析,建立了基于压缩机站的最小能耗费用数学模型,对管网的拓扑结构进行分解简化后,在动态规划算法的基础上结合网络最小费用流理论对其进行求解。结果表明,该计算方法对树形、环形管网均适用,而且优化效果好于一般的方法。     

复杂天然气管网系统运行期可靠性评价体系

中国天然气管道行业正朝着规模化、网络化方向发展,整个管网系统运行期的输气保障能力受到广泛关注,对其完成输送任务的可靠性进行评价显得尤为重要。为了保障大型天然气管网系统安全、高效运行与管理,对管网系统可靠性指标、系统可靠度计算、单元可靠度计算、可靠性数据及可靠性管理开展了研究。提出了包括可靠性类、维修性类以及健壮性类的3层系统可靠性评价指标体系,建立了基于管道工艺仿真的物理管网系统可靠度分布式阶梯计算模型,能够实现管网/管道/站场系统可靠度的简化、快速计算。将该计算模型在某压气站进行案例试算,按照站场系统→典型结构→基本回路→设备单元的顺序,将管网拓扑结构由上至下拆分为不同层级的可靠性框图,再利用单体设备可靠度由下至上依次计算各层级可靠度,获得该压气站在不同压缩机启停方案下的可靠度。该研究成果为今后持续开展大型天然气管网系统可靠性评价及管理奠定了基础。     

靖边-西安输气管道季节调峰措施

根据靖西（靖边-西安）天然气长输管道近期的用气现状和今后规划,预测了至2015年的调峰需求量。分析了陕西省天然气供应中存在的问题,认为应采取的季节调峰措施不仅应进行地下储气库、调峰型液化天然气（LNG）储备站、压气站等的建设,还应引导天然气市场发展方向,充分利用上、下游及管道资源,进行冬季运行工艺优化和实行调峰气价以及多气源的争取。     

基于Niche GA的灰色模型预测天然气管道腐蚀速率

建立了管道腐蚀预测的基于小生境遗传算法灰色模型,将此预测模型应用于四川气田某输气管道的腐蚀速率和腐蚀深度的预测。预测结果表明,该模型的预测结果误差小,可以用于现场管道的腐蚀预测,是管道腐蚀预测的一种新方法。     

带储气库的干线输气管道的调峰分析

对带地下储气库及气压站的干线输气管道的调峰进行了动态模拟，以确定满足冬季调峰所需的储气库最大日抽气强度，为储气库的设计提供依据。分析了用气波动时输气管道的运行工况，总结了压气站、管路、储气库配合的一些规律，对压气站的功率配置、调节范围提出了具体建议和要求。