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摘 要：随着我国经济的增长，对于油气的需求逐年上升。为了保障居民能源需求，天然气在我国能源所占据的比例越来越大，而且现在油气开发主要采用的管道自动化技术。经过多年的发展，天然气管道输送自动化技术已经取得了较大的进步，但是在发展过程中，存在较多的问题，本文以天然气管道输送的自动化技术为研究对象，探讨技术的应用以及现状，并且对现存的问题提出建议，旨在提升天然气的输送效率。
关键词：天然气管道 输送 自动化技术 应用
一、前言
天然气管道主要是用于输送天然气，主要的功能是将开采的天然气输送到配气中心，因此也被称为配气管道。天然气输送管道是我国输送天然气的主要方式，通过将管道输送与自动化相结合，能够实现效益最大化，节约管理成本。
天然气输送管道是一个相对复杂的系统，因为天然气是易燃易爆的气体，存在较大的危险性，因此对于天然气输送管道的管理，除了需要满足现阶段的居民需求之外，还需要满足安全性的需求。天然气管道输送的自动化，通过采用自动化技术，对于开采的天然气进行管理，并且将天然气输送到用户处进行使用，从而构建了一个集合天然气开发、天然气统一管理以及用户使用的体系，形成了一个相对庞大的天然气输送管理系统。而且该系统还包括其中的压气站、分输站、压气分输站、储气库等多类型站点，采用自动化技术，能够对相关站点、管道以及相应的气体输送的参数进行管理，采用智能化、数字化以及自动化手段对天然气管道进行管理。
二、天然气管道输送自动化技术的应用现状
1.国外应用现状
美国早在二十世纪六十年代初就开始进行干线输气管道优化运行研究，当时主要是研究稳态优化运行问题。经过几十年的发展，美国、英国、俄罗斯等天然气工业发达的国家已经形成了一套比较完整的输气管道优化运行的理论和方法，并且已将其应用到输气管线的生产实践中。干线输气管道优化运行的最优准则通常是运行能耗或能耗费用最低，采用这类最优准则的优化运行问题称为能耗最优化问题（power optimization）。国外经验表明：能耗最优化可以使输气管道的运行能耗有不同程度的降低。国外的天然气应用较早，因此天然气的自动化技术也较为成熟。目前，国外一些涉足油气管道行业的专业软件公司已经开发出干线输气管道或管网优化运行的商品软件，这些优化软件已经在国外一些干线输气管道或管网上应用。此外，某些输气管道公司自行开发了干线输气管道或管网优化运行软件。近年来，国外在输气管道优化运行方面的发展趋势是在干线输气管道上推广应用这项技术，同时进一步研究管网优化运行技术及非稳态优化运行技术。美国Stoner公司开发了用于气体稳态管网设计的软件SWS，以及模拟长输管道动态工况的软件SPS。SPS设置了理想化的调节器，可以方便地模拟管道系统的控制，如：进、出站压力控制、流量控制等。在自动化技术的使用中，除了自动化以及网络化技术之外，还有GIS的使用，結合原有管道的管理系统，为管道的监测、设计以及施工等提供了管理资料，并且采用自动化技术进行管理，实现了管理成本的降低，而且能够对管道问题进行及时处理。美国CNGT输气公司在其一条管道上应用优化运行技术的基本情况，初步试验表明优化运行技术可使这条管道的运行能耗下降10%左右。目前国外输气管网优化运行研究的发展趋势是非稳态工况的最优控制，实验表明，动态优化控制能节省高达17%的能耗费用，且能有效的控制动态转变时间。
2.国内的应用现状
我国的天然气管道的主要应用是西气东输的天然气管道的应用，而且该应用技术代表了我国天然气管道自动化技术的最高水平。国内在干线输气管道优化运行研究方面已经起步。国内由于长输管道工程敷设较晚、较少，无论是天然气工程技术水平还是计算机技术水平，都远落后于西方发达国家，以往的设计大部分采用稳定流动的计算方法，所设计的管线压力、流量等参数与实际运行数据存在较大偏差。国内管道仿真技术这些年也有了一些发展，中国石油大学（华东）开发了天然气管道动态仿真软件GasPipe，具有对由管道、调压阀、压缩机、气田及众多气源和用户组成的环状和枝状管网进行了模拟，实现了天然气集输系统、长距离输气管道、配管网的静动态仿真。采用SCADA系统与仿真技术结合起来对管道数据的实时监控与数据采集，能够实现自动化管理。而且在管理的过程中，将该技术与其他的技术，包括GPS以及卫星遥感技术等多种技术相结合，从而实现对管道的自动化管理，如果管道的某一个地方出问题，能够实现即时处理与解决。在管理的管理中，采用超声波流量计对于天然气压力进行管理与测试，从而保障天然气的压力与流量符合要求，而不会因此出现压力陡然增大等现象。但是我国的天然气管道输送自动化技术仍然与国外发达国家的天然气管道输送自动化技术存在着一定的差距，加之我国地域广阔自然地理环境复杂天然气资源分布不均。所以管道建设的需求大、困难多，而现在建成的管道还不能满足需求，所以在建立全国性的管道网络上还存在很大的困难，在管网的协同管理和灾难恢复等方面还需要作出进一步的研究和发展进步。
三、提高国内天然气管道输送自动化技术的措施
国内进行天然气管道自动化管理的技术主要是SCADA系统，该系统是数据采集以及监控系统，应用相对成熟，而且采用该系统对管道进行管理时，能够实现相关的数据采集、测量以及设备控制的功能，保障在运行的过程中实现天然气的调度自动化，并且能够对天然气管道输送过程中的相关技术以及设备进行自动化管理。对于自动化输送中的设备检测以及控制提供参数参考，能够实现数据的实时化管理以及自动化管理。采用该系统能够确保硬件体系以及自动化的基础，将该系统与其他的技术相结合，能够实现自动化管理的优化，从而实现天然气管道输送自动化技术的有效管理。为了提升国内的自动化术水平，可以从以下方面进行改进，从而优化自动化管理水平：
1.将多种技术将结合，采用GIS、卫星遥感技术以及多种技术相结合，从而实现对自动化管道的自动化管理。采用多种技术相结合，能够健全管理采集系统，从而采用多种方式对数据进行管理并且加强数据的传输，实现节约成本，并且提升管理效率的目的。对SCADA系统、GPS、GIS等技术进行优化整合，从而实现多气源优化设计以及进行大型网管的集中管理，实现精确计量、优化管理，在管理的过程中总结经验，不断优化管理技术以及管理流程。
2.将管道模拟仿真技术以及相关的计算机技术相结合，从而提高管道的自动化管理水平。计算机技术以及网络技术相结合，能够为天然气公司提供更加合理并且直观的技术管理，从而实现更好的应用。采用数据模拟技术、实时化网络信息传导技术等多种技术，能够提升管道的自动管理效率，为天然气管理的运输做出贡献。
3.通过管道优化设计方案，从而减少工程投资，对技术的研究与开发的投入增大，从而提高附加经济效益。并且研究输气管线在未来可能面临的多种运行条件下的优化运行方案，如不同输量下的运行方案，相同输量下冬夏季不同的运行方案等，进行敏感性分析，以确保下游供气的可靠性。并研究输量变化对一些参数的影响。
四、结语
我国的天然气输送自动化技术使用效率不高，而且网管建设不充分，这些都是导致我国天然气输送自动化管理水平不高的原因。而且我国的地域广阔，地理环境复杂，因此为了满足市场需求，应该在网管建设以及自动化技术革新等多方面进行建设，从而保障输送自动化水平提升，满足我国的天然气需求。
参考文献
[1] 黄春芳，天然气管道输送技术；中国石化出版社；2009年6期
[2] 唐大为，浅析天然气管道输送自动化技术的应用[J]，化工管理，2013年6期
[3] 魏广锋，试论如何提高天然气管道输送自动化技术水平[J]，中国化工贸易，2012年9期
关键词：天然气管道 输送 自动化技术 应用
一、前言
天然气管道主要是用于输送天然气，主要的功能是将开采的天然气输送到配气中心，因此也被称为配气管道。天然气输送管道是我国输送天然气的主要方式，通过将管道输送与自动化相结合，能够实现效益最大化，节约管理成本。
天然气输送管道是一个相对复杂的系统，因为天然气是易燃易爆的气体，存在较大的危险性，因此对于天然气输送管道的管理，除了需要满足现阶段的居民需求之外，还需要满足安全性的需求。天然气管道输送的自动化，通过采用自动化技术，对于开采的天然气进行管理，并且将天然气输送到用户处进行使用，从而构建了一个集合天然气开发、天然气统一管理以及用户使用的体系，形成了一个相对庞大的天然气输送管理系统。而且该系统还包括其中的压气站、分输站、压气分输站、储气库等多类型站点，采用自动化技术，能够对相关站点、管道以及相应的气体输送的参数进行管理，采用智能化、数字化以及自动化手段对天然气管道进行管理。
二、天然气管道输送自动化技术的应用现状
1.国外应用现状
美国早在二十世纪六十年代初就开始进行干线输气管道优化运行研究，当时主要是研究稳态优化运行问题。经过几十年的发展，美国、英国、俄罗斯等天然气工业发达的国家已经形成了一套比较完整的输气管道优化运行的理论和方法，并且已将其应用到输气管线的生产实践中。干线输气管道优化运行的最优准则通常是运行能耗或能耗费用最低，采用这类最优准则的优化运行问题称为能耗最优化问题（power optimization）。国外经验表明：能耗最优化可以使输气管道的运行能耗有不同程度的降低。国外的天然气应用较早，因此天然气的自动化技术也较为成熟。目前，国外一些涉足油气管道行业的专业软件公司已经开发出干线输气管道或管网优化运行的商品软件，这些优化软件已经在国外一些干线输气管道或管网上应用。此外，某些输气管道公司自行开发了干线输气管道或管网优化运行软件。近年来，国外在输气管道优化运行方面的发展趋势是在干线输气管道上推广应用这项技术，同时进一步研究管网优化运行技术及非稳态优化运行技术。美国Stoner公司开发了用于气体稳态管网设计的软件SWS，以及模拟长输管道动态工况的软件SPS。SPS设置了理想化的调节器，可以方便地模拟管道系统的控制，如：进、出站压力控制、流量控制等。在自动化技术的使用中，除了自动化以及网络化技术之外，还有GIS的使用，結合原有管道的管理系统，为管道的监测、设计以及施工等提供了管理资料，并且采用自动化技术进行管理，实现了管理成本的降低，而且能够对管道问题进行及时处理。美国CNGT输气公司在其一条管道上应用优化运行技术的基本情况，初步试验表明优化运行技术可使这条管道的运行能耗下降10%左右。目前国外输气管网优化运行研究的发展趋势是非稳态工况的最优控制，实验表明，动态优化控制能节省高达17%的能耗费用，且能有效的控制动态转变时间。
2.国内的应用现状
我国的天然气管道的主要应用是西气东输的天然气管道的应用，而且该应用技术代表了我国天然气管道自动化技术的最高水平。国内在干线输气管道优化运行研究方面已经起步。国内由于长输管道工程敷设较晚、较少，无论是天然气工程技术水平还是计算机技术水平，都远落后于西方发达国家，以往的设计大部分采用稳定流动的计算方法，所设计的管线压力、流量等参数与实际运行数据存在较大偏差。国内管道仿真技术这些年也有了一些发展，中国石油大学（华东）开发了天然气管道动态仿真软件GasPipe，具有对由管道、调压阀、压缩机、气田及众多气源和用户组成的环状和枝状管网进行了模拟，实现了天然气集输系统、长距离输气管道、配管网的静动态仿真。采用SCADA系统与仿真技术结合起来对管道数据的实时监控与数据采集，能够实现自动化管理。而且在管理的过程中，将该技术与其他的技术，包括GPS以及卫星遥感技术等多种技术相结合，从而实现对管道的自动化管理，如果管道的某一个地方出问题，能够实现即时处理与解决。在管理的管理中，采用超声波流量计对于天然气压力进行管理与测试，从而保障天然气的压力与流量符合要求，而不会因此出现压力陡然增大等现象。但是我国的天然气管道输送自动化技术仍然与国外发达国家的天然气管道输送自动化技术存在着一定的差距，加之我国地域广阔自然地理环境复杂天然气资源分布不均。所以管道建设的需求大、困难多，而现在建成的管道还不能满足需求，所以在建立全国性的管道网络上还存在很大的困难，在管网的协同管理和灾难恢复等方面还需要作出进一步的研究和发展进步。
三、提高国内天然气管道输送自动化技术的措施
国内进行天然气管道自动化管理的技术主要是SCADA系统，该系统是数据采集以及监控系统，应用相对成熟，而且采用该系统对管道进行管理时，能够实现相关的数据采集、测量以及设备控制的功能，保障在运行的过程中实现天然气的调度自动化，并且能够对天然气管道输送过程中的相关技术以及设备进行自动化管理。对于自动化输送中的设备检测以及控制提供参数参考，能够实现数据的实时化管理以及自动化管理。采用该系统能够确保硬件体系以及自动化的基础，将该系统与其他的技术相结合，能够实现自动化管理的优化，从而实现天然气管道输送自动化技术的有效管理。为了提升国内的自动化术水平，可以从以下方面进行改进，从而优化自动化管理水平：
1.将多种技术将结合，采用GIS、卫星遥感技术以及多种技术相结合，从而实现对自动化管道的自动化管理。采用多种技术相结合，能够健全管理采集系统，从而采用多种方式对数据进行管理并且加强数据的传输，实现节约成本，并且提升管理效率的目的。对SCADA系统、GPS、GIS等技术进行优化整合，从而实现多气源优化设计以及进行大型网管的集中管理，实现精确计量、优化管理，在管理的过程中总结经验，不断优化管理技术以及管理流程。
2.将管道模拟仿真技术以及相关的计算机技术相结合，从而提高管道的自动化管理水平。计算机技术以及网络技术相结合，能够为天然气公司提供更加合理并且直观的技术管理，从而实现更好的应用。采用数据模拟技术、实时化网络信息传导技术等多种技术，能够提升管道的自动管理效率，为天然气管理的运输做出贡献。
3.通过管道优化设计方案，从而减少工程投资，对技术的研究与开发的投入增大，从而提高附加经济效益。并且研究输气管线在未来可能面临的多种运行条件下的优化运行方案，如不同输量下的运行方案，相同输量下冬夏季不同的运行方案等，进行敏感性分析，以确保下游供气的可靠性。并研究输量变化对一些参数的影响。
四、结语
我国的天然气输送自动化技术使用效率不高，而且网管建设不充分，这些都是导致我国天然气输送自动化管理水平不高的原因。而且我国的地域广阔，地理环境复杂，因此为了满足市场需求，应该在网管建设以及自动化技术革新等多方面进行建设，从而保障输送自动化水平提升，满足我国的天然气需求。
参考文献
[1] 黄春芳，天然气管道输送技术；中国石化出版社；2009年6期
[2] 唐大为，浅析天然气管道输送自动化技术的应用[J]，化工管理，2013年6期
[3] 魏广锋，试论如何提高天然气管道输送自动化技术水平[J]，中国化工贸易，2012年9期