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摘要：本文简要分析了天然气长输送管道系统的气质控制、监控和自动化，动态模拟、预测和运行优化，维修、安全性和可靠性，通过与国内外行业间对于，试图提出以后天然气长输送管理系统未来的发展方向，以便对本行业做出贡献。
关键词：天然气长输管道、 运行能效、 管理
随着人类能源革命时代的到来，世界各国对天然气这种优质清洁高效的燃料的需求量逐日递增，同时大批边远气田的不断开采都促使了天然气长输管道管理系统的各种技术水平和管理水平得到了较大的提高，通过运行管理的最优化可以保证长输管道系统的安全运行.
一、天然气管道运行管理的气质控制、监控及自动化
天然气长输管道系统的气质控制指标主要包括：①水露点、②烃露点、③H2S含量、④硫醇含量、⑤总硫含量、⑥机械杂质含量、⑦惰性气体含量等共计7个主要部分。当前世界上绝大多数天然气消费国都先后制订了符合本国实际的管输气质标准。在国外一些先进的输气系统进气点都配备了在线气质监控装置，如若发现气质不合要求，监控体系会自动关闭进气阀门。在这些检测体系中H2S的含量、硫醇及总硫含量是几个主要的控制指标。
当前用于天然气管道运行系统能效评价指标难以识别管道系统各组成单元或设备的能耗情况和节能潜力，并且单位周转量生产能耗的计算方法还不确定，电耗与输量比、电单耗和气单耗以及气耗与输量比等指标仍然无法独立，把它们应用于能效评价不能达到最优。
天然气管道输送系统中压缩机作为一个复杂的实体，它的特殊性对管网优化的影响至关重大。一般而言，管网结构越趋于复杂，同一个管网中压缩机数量就越多。此外，在管网系统中还存在不少的阀门和各种调节器，若再把这些因素考虑进去，问题将更加复杂。当前，尽管针对运行优化问题国外学者已经研究了多年并且取得了相应的一些成果，但整体来讲它们的适应性都比较差。鉴于此，国内应进一步加大天然气长输送管道系统优化管理问题的研究力度。对于整个管网系统运行优化，现存的优化算法仍然存在着较大的局限性，进行混合优化技术研究或许是未来的一个新方向。
二、天然气管道运行管理的动态模拟、预测和优化
根据行内经验，运行模拟与预测通常也分为稳态和非稳态两个类别。但是由于输气系统很难达到稳态状况，所以在运行管理中一般都必须进行动态模拟和预测。通常根据输气系统的实际运行过程是否与模拟的时间进程相一致，又可分为离线模拟与实时模拟。离线模拟比较适合预测未来工作状况，离线模拟还可以让运行管理人员对系统未来的运行状况了然于胸。实时模拟实质上是指模拟过程与管道系统的实际运行过程一致。实时模拟的主要任务是追踪运行的工作情况，如果实际工作情况和实时模拟结果的差别高出合理的范围，一般暗示着运转系统中存在意外情况，常见的比如设备故障、管线地漏等。
输气系统优化运行是指在给定的条件和最优准则下采用最有利的运行方案，使得工作状况在满足给定条件的前提下接近或达到最优准则的要求。所谓给定条件就是系统运行必须满足的一切内、外部条件，例如管网结构、压气站的设备配置及性能、各气源的供气条件、各用户的需求气量等。最优准则是评价运行方案优劣的标准，需根据优化运行的目的确定。在大多数情况下以系统的运行能耗最低作为最优准则。
伴随着川气东送、西气东输等工程的陆续建设与投产，一个覆盖全国的超大型输气管网系统正逐步形成，工程性质对天然气长输送管道运行过程中调度的要求也不断提高。当前，中国天然气长输送管道系统的运行管理仍然是依靠经验多，科学研究少。虽然在多数情况下现有的运行方案具有可行度，但很难保障方案是最优的，尤其在复杂管网中各站压比的选择、压缩机的组合选择、非常态事故的处理，一般的调度员很难凭经验作出准确或最优的判断。伴随着管网系统的不断扩大，更加科学合理的运行调度显得尤为重要。
三、天然气管道运行管理的维修、可靠性和安全性
天然气长输送输气管道的维修是一项专业性较强的工作，在国外，各大输气公司一般都配备有专业化的维护人员或者维修队。当下国内外常用的线路维修手段包括：①现场衬里法、②环氧树脂套管法、③带压开孔法、④液氮冷冻土堵法等。目前国际上先进的维护方法是：在智能清理和管理检测的基础上按照故障树分析的方法逐步确定线路发生事故的概率以及由事故引起的相關经济风险与安全风险，并且把风险评价的结果作为具体管道修复方案产生的重要决策依据。
天然气长输管道系统承担着把天然气从气源一端安全输送到用户末端的任务，于此同时还要协调气田生产的连贯性、平稳性和用户末端使用过程中的断续性和不均衡性二者之间的矛盾。选择合适的运行压力，对于确保天然气长输管道的安全生产至关重要。适当的运行压力是天然气长输管道的安全生产的重要保障。按照业内经验，管道运行压力的选择一般都遵循以下几个原则：⑴ 首先选定并建立输送管道正常运行的压力范围；⑵出现运行故障时,尽最大努力做到上下游统筹兼顾；⑶ 事先确定不同岗位允许控制的压力区间范围。另外，天然气输送管道运行压力的选择还需要考虑不可抗力如台风等、设备故障等因素。天然气管道输送企业进行的运行压力局部调节作用是相对有限的，为了尽快跟上天然气产业化的快速，可以效仿国外的先进经验，逐步建立从生产到最终用户的高效、可持续的协调机制。
总结：
运行管理的宗旨是保质、保量、按时、高效率、低能耗的向用户终端供气，尽而使输气行业或企业获得最佳经济效益。天然气长管道输送管网优化是一个相当复杂的问题，在现有已知的气源条件下，需要准确确定系统中压缩机的“开或关组合”，以及天然气管道中各站点的压力与流量分配，使已选择的目标函数达到最优，最终满足用户的不同需求。建立从生产到终端用户的快捷、高效的协调机制是保障天然气产业链条正常云中的关键。
参考文献：
[1] 王红菊,钱成文,武英俊,赵明华. 管道试压过程稳压时间的理论研究[J]管道技术与设备, 2009, (03) .
[2] 张立军,綦耀光,刘保余,李娜. 输气管道内检测器模型试验系统的设计[J]管道技术与设备, 2010, (02) .
[3] 赵小川,南发学. 长输天然气管道换管作业运行调整的实践研究[J]内江科技, 2008, (09) .
关键词：天然气长输管道、 运行能效、 管理
随着人类能源革命时代的到来，世界各国对天然气这种优质清洁高效的燃料的需求量逐日递增，同时大批边远气田的不断开采都促使了天然气长输管道管理系统的各种技术水平和管理水平得到了较大的提高，通过运行管理的最优化可以保证长输管道系统的安全运行.
一、天然气管道运行管理的气质控制、监控及自动化
天然气长输管道系统的气质控制指标主要包括：①水露点、②烃露点、③H2S含量、④硫醇含量、⑤总硫含量、⑥机械杂质含量、⑦惰性气体含量等共计7个主要部分。当前世界上绝大多数天然气消费国都先后制订了符合本国实际的管输气质标准。在国外一些先进的输气系统进气点都配备了在线气质监控装置，如若发现气质不合要求，监控体系会自动关闭进气阀门。在这些检测体系中H2S的含量、硫醇及总硫含量是几个主要的控制指标。
当前用于天然气管道运行系统能效评价指标难以识别管道系统各组成单元或设备的能耗情况和节能潜力，并且单位周转量生产能耗的计算方法还不确定，电耗与输量比、电单耗和气单耗以及气耗与输量比等指标仍然无法独立，把它们应用于能效评价不能达到最优。
天然气管道输送系统中压缩机作为一个复杂的实体，它的特殊性对管网优化的影响至关重大。一般而言，管网结构越趋于复杂，同一个管网中压缩机数量就越多。此外，在管网系统中还存在不少的阀门和各种调节器，若再把这些因素考虑进去，问题将更加复杂。当前，尽管针对运行优化问题国外学者已经研究了多年并且取得了相应的一些成果，但整体来讲它们的适应性都比较差。鉴于此，国内应进一步加大天然气长输送管道系统优化管理问题的研究力度。对于整个管网系统运行优化，现存的优化算法仍然存在着较大的局限性，进行混合优化技术研究或许是未来的一个新方向。
二、天然气管道运行管理的动态模拟、预测和优化
根据行内经验，运行模拟与预测通常也分为稳态和非稳态两个类别。但是由于输气系统很难达到稳态状况，所以在运行管理中一般都必须进行动态模拟和预测。通常根据输气系统的实际运行过程是否与模拟的时间进程相一致，又可分为离线模拟与实时模拟。离线模拟比较适合预测未来工作状况，离线模拟还可以让运行管理人员对系统未来的运行状况了然于胸。实时模拟实质上是指模拟过程与管道系统的实际运行过程一致。实时模拟的主要任务是追踪运行的工作情况，如果实际工作情况和实时模拟结果的差别高出合理的范围，一般暗示着运转系统中存在意外情况，常见的比如设备故障、管线地漏等。
输气系统优化运行是指在给定的条件和最优准则下采用最有利的运行方案，使得工作状况在满足给定条件的前提下接近或达到最优准则的要求。所谓给定条件就是系统运行必须满足的一切内、外部条件，例如管网结构、压气站的设备配置及性能、各气源的供气条件、各用户的需求气量等。最优准则是评价运行方案优劣的标准，需根据优化运行的目的确定。在大多数情况下以系统的运行能耗最低作为最优准则。
伴随着川气东送、西气东输等工程的陆续建设与投产，一个覆盖全国的超大型输气管网系统正逐步形成，工程性质对天然气长输送管道运行过程中调度的要求也不断提高。当前，中国天然气长输送管道系统的运行管理仍然是依靠经验多，科学研究少。虽然在多数情况下现有的运行方案具有可行度，但很难保障方案是最优的，尤其在复杂管网中各站压比的选择、压缩机的组合选择、非常态事故的处理，一般的调度员很难凭经验作出准确或最优的判断。伴随着管网系统的不断扩大，更加科学合理的运行调度显得尤为重要。
三、天然气管道运行管理的维修、可靠性和安全性
天然气长输送输气管道的维修是一项专业性较强的工作，在国外，各大输气公司一般都配备有专业化的维护人员或者维修队。当下国内外常用的线路维修手段包括：①现场衬里法、②环氧树脂套管法、③带压开孔法、④液氮冷冻土堵法等。目前国际上先进的维护方法是：在智能清理和管理检测的基础上按照故障树分析的方法逐步确定线路发生事故的概率以及由事故引起的相關经济风险与安全风险，并且把风险评价的结果作为具体管道修复方案产生的重要决策依据。
天然气长输管道系统承担着把天然气从气源一端安全输送到用户末端的任务，于此同时还要协调气田生产的连贯性、平稳性和用户末端使用过程中的断续性和不均衡性二者之间的矛盾。选择合适的运行压力，对于确保天然气长输管道的安全生产至关重要。适当的运行压力是天然气长输管道的安全生产的重要保障。按照业内经验，管道运行压力的选择一般都遵循以下几个原则：⑴ 首先选定并建立输送管道正常运行的压力范围；⑵出现运行故障时,尽最大努力做到上下游统筹兼顾；⑶ 事先确定不同岗位允许控制的压力区间范围。另外，天然气输送管道运行压力的选择还需要考虑不可抗力如台风等、设备故障等因素。天然气管道输送企业进行的运行压力局部调节作用是相对有限的，为了尽快跟上天然气产业化的快速，可以效仿国外的先进经验，逐步建立从生产到最终用户的高效、可持续的协调机制。
总结：
运行管理的宗旨是保质、保量、按时、高效率、低能耗的向用户终端供气，尽而使输气行业或企业获得最佳经济效益。天然气长管道输送管网优化是一个相当复杂的问题，在现有已知的气源条件下，需要准确确定系统中压缩机的“开或关组合”，以及天然气管道中各站点的压力与流量分配，使已选择的目标函数达到最优，最终满足用户的不同需求。建立从生产到终端用户的快捷、高效的协调机制是保障天然气产业链条正常云中的关键。
参考文献：
[1] 王红菊,钱成文,武英俊,赵明华. 管道试压过程稳压时间的理论研究[J]管道技术与设备, 2009, (03) .
[2] 张立军,綦耀光,刘保余,李娜. 输气管道内检测器模型试验系统的设计[J]管道技术与设备, 2010, (02) .
[3] 赵小川,南发学. 长输天然气管道换管作业运行调整的实践研究[J]内江科技, 2008, (09) .