天然氣管道自動分輸技術開發方案

高龍（北京東方華智石油工程有限公司，河北廊坊065000）

天然氣管道自動分輸技術開發方案

高龍（北京東方華智石油工程有限公司，河北廊坊065000）

在國外，天然氣長輸管道自動分輸技術已經應用的相當廣泛，成為實現日指定管理的重要技術手段。該技術的廣泛應用對簡化調度日常操作行為，提高管道運行水平起到積極的作用。

天然氣管道；技術方案

引言：

自動分輸技術涉及機械、工藝、電氣以及自控和儀表等多項專業，本項目將從日指定數據錄入、日指定控制方式、（調壓設備）站控邏輯、中控邏輯等方面進行研究總結，并將研究成果應用于陜京管道汪莊子站，通過實踐檢驗，建立一套標準的自動分輸技術，實現中控利用日指定進行分輸自動控制，以簡化調度日常操作行為，提高管道運行水平。

一、項目概況

隨著西氣東輸二線、中亞管道的投產運行，天然氣管網用戶總數將達到300個。天然氣用戶管理具有類型復雜、系統龐大、控制先進等特點，是一項復雜的工程。用戶管理除了考慮優先保障原則、合同履行原則外，它還應考慮日指定管理，以確保天然氣管道安全、平穩和高效運行。

二、項目目標

1.研究內容及方向

（1）分輸站設計內容：工藝/設備設計，主要研究壓力和流量的聯動控制。自控/通信設計，主要研究PLC程序變更修改。電氣設計，主要研究設備穩定性。研究分輸流程與用戶用氣量之間的關系。（2）數據導入：在PPS系統中生成對應的用戶分輸Excel表，人工導入SCADA系統；根據需要，調度人員可隨時在SCADA系統中對日指定數據進行修正；權重數據使用SCADA系統通過前一天數據進行計算下發到站場PLC。（3）站控邏輯：日指定導入中控系統后，由中控系統以設定點的方式下發至站控系統；站控系統根據用戶實際用氣情況，計算各支路調節閥的出口壓力設定點或流量設定點。

2.考核指標

按不同時段用氣規律進行壓力控制或流量控制；設定最低最高分輸壓力，按剩余小時平均量進行流量控制；日指定數據輸入后，由邏輯程序控制實現當日分輸的完成；邏輯程序控制包括壓力和流量控制，在保證分輸壓力不超限的同時保證分輸流量的合理范圍；通過測試研究自動分輸邏輯的可靠性和與其他邏輯程序的兼容性。

三、技術方案

1.技術方案1（剩余小時均量法）

（1）方案說明。日指定量平均分配為24個時段內平均輸送。輸送過程中要求壓力調節需要在壓力可調節范圍之內調節，如超出調節區間則對流量設定值進行加減。當天第一小時輸送完畢后計算剩余供氣量（日指定量-已供氣量），剩余供氣量按照剩余小時繼續平均分配。逐一分配至最后一小時。在調節過程出會出現，平均流量設定值不滿足下游用戶需求變化而進行流量設定值的改變。

（2）方案分析。優點：流量波動小、邏輯程序簡單、數據傳輸量小，使用范圍較小；缺點：壓力波動較大，流量改變次數較多，日指定量難以控制，難以控制驟升驟降過程。

2.技術方案2（權重法）

（1）方案說明。經分析，定義A10為第一天0小時的分輸量（其中1表示第一天，0表示0點時段）；S1為第一天日總分輸量，則0小時權重值為：K10=A10/S1*100%，據全天理想階段權重值計算各個小時的分輸量W0-W23。按照此權重系數分別計算一天內24小時的流量設定值，為小時分輸流量值。例：圖為理想權重值下單位小時的需求量及壓力變化趨勢

（2）方案分析。優點：壓力波動小、邏輯程序簡單，使用范圍較小；缺點：流量波動較大、數據傳輸量大、日指定量難以控制，難以控制驟升驟降過程。

3.技術方案3（綜合法優化）

（1）方案說明

數據分析。經分析，采用恒壓供氣得到7天用戶實際用氣量曲線。數據反映下游用戶用氣的規律性。提前輸入PLC作為調節依據，且該標準曲線應在偏差大的時候進行更新，在沒有設置智能存儲和分析歷史數據的設備之前更新仍然是手動操作；處理瞬時流量數據，計算瞬時流量平均值，得到平均流量曲線下的日指定分輸量；據平均流量曲線，計算流量設定值；流量設定值與平均流量曲線進行比對。

結果：流量設定曲線滿足流量需求曲線的變化

權重設定。1）階段劃分：階段劃分一天的分輸量，得到流量曲線某種階段性變化趨勢，階段分輸量總和。2）階段權重計算：即13個分輸階段占總分輸量的權重系數為K1-K13。1表示為第