随着天然气管道的发展,对其可靠性的研究日益深入,但目前多停留在对管道本体和站场设备可靠性的研究。压缩机是输气管道的动力之源,是管道系统的重要组成部分,同时又不同于一般设备,各台压缩机相互关联,组成一个系统,共同影响着管道的运行状态,所以压缩机系统可靠性研究对管道系统可靠性研究具有重要意义。提高压缩机系统可靠性的有效手段是设置备用机组,但目前备用方案的设计多基于定性分析和经验,亟需一种定量方法来指导备用方案设计。针对天然气管道压缩机系统机组数量多、运行状态多的特点,选择蒙特卡罗模拟法对其进行可靠性分析,以单机停运概率为基础建立评估模型,用[0,1]区间上的随机数代表机组运行状态,使用状态抽样法进行状态选择,改进的重要抽样法进行抽样,有效提高了蒙特卡罗模拟的抽样效率和计算精度。可靠性分析中以管道输量损失作为可靠性指标,为计算输量建立了管道稳态模型,在模型中引入有效压缩机组合和冗余压缩机组合的概念,可在计算过程中及时去除无法满足运行要求的压缩机开机方案,提高了运算效率。提出了基于可靠性的长输管道压缩机组备用方案优化方法,该方法以压缩机系统可靠性分析为手段,在保证管道可靠性的同时减少备用机组数量,得到的备用方案有定量评价依据。编制了相应的计算机程序,只需输入管道基本参数和可靠性指标即可自动生成备用方案。以新粤浙管道为例,对上述方法的可行性进行验证,用该方法得到的备用方案较之原方案减少备用机组7台,并使管道可靠性达到96.86%。使用SPS软件对新方案进行可行性验证,备用方案可保证管道在故障工况下输量可靠,压力平稳,证明方案可行,从而证明压缩机系统可靠性分析方法的正确以及备用方案优化程序的可行。