输气管道仿真软件SPS的应用与认识

SPS(Stoner Pipeline Simulator)是目前国际公认较好的输气管道模拟计算、水力分析及调度运营软件,可对管道输送的单一流体、批次流体或单相混合流体进行模拟。为了更好地发挥SPS在管道运营中的指导作用,提高输气管道管理水平,以中石化川气东送管道为例,利用SPS仿真软件模拟了该输气管道在设计输气量为120×108 m3/a工况下的压力、温度、流量及压缩机运行参数,并分别从建模、有效性检验、调试、工况运行、仿真结果查看以及数据输出等方面定性分析了该软件在应用中存在的不足。分析结果表明:①软件操作较为复杂;②模型中存在不规范术语;③软件编程语言不易掌握;④压缩机运行特性描述过于复杂;⑤会出现不符合水力工况的仿真计算;⑥仿真结果查看不便,数据输出格式无法更改。据此提出以下建议:①加强软件设计公司与用户之间的沟通,进行共同研发;②加快国内输气管道仿真软件的自主研发。

川气东送管道模拟仿真软件研发

随着川气东送管道工程等国家重大天然气管道工程的启动,研发具有自主知识产权的管道模拟仿真软件势在必行。以"川气东送"工程为背景,采用连续性方程、动量方程、能量方程、SHBWR真实气体状态方程建立了较真实反映管内气体流动的静、动态数学模型,并分别采用四阶龙格—库塔法及隐式中心有限差分法进行数值求解;分析给出了管道多种工况及静(动)态调峰能力计算、动态预测模型。在以C++builder6.0为开发工具,有机地吸取工控软件与计算软件各自的优势,及数据库、图形化编程理念的基础上,编制了川气东送管道模拟仿真软件。利用TGNET软件及设计资料,完成了软件部分核心程序的验证,并分析了计算结果。实践证明,软件可信程度高,具有较高的工程应用价值。

输气管道手动阀室数据远传系统改造

由于川气东送管道沿线手动阀室较多,无法对阀室内运行参数和阀门状态进行监控。为提高管道整体的自动化控制水平,掌握沿线管道的运行状态,对系统进行改造。在阀室内增设远程采集控制单元、供电单元及无线通讯系统;采用公共无线通讯,实现与调控中心后台服务器的连接,后台服务器对收集到的数据进行解包处理,以图形界面形式显示,并记录相关运行数据,同时将相关数据通过网络传输到调控中心SCADA系统进行显示及控制,从而实现调控中心对沿线阀室的数据采集和远程控制。

川气东送天然气管道线路水合物形成预测

为了更好地预测、分析和处理水合物造成的不良后果,以川气东送管道为例讨论了天然气水合物的形成原因,提出了输气管线水合物预测模型,并建立了水合物形成预测的压力和温度计算模型,编制了"水合物预测软件",预测该管道线路和场站的水合物形成条件和易形成水合物的区域。文中通过以上方法很好地预测了川气东送管道水合物的形成区域及情况,该预测方法可用于天然气管道线路水合物的形成预测。

川气东送分输站压力能回收利用潜力分析

川气东送管道是国家"十一五"重点建设项目,设计输量为120×108m3/a,设计压力为10MPa,沿线输气站配气压力平均为4～6MPa,调压过程造成了巨大的压力能资源的浪费。分析总结了国内外压力能回收利用的4种方式,采用热力学分析法对川气东送各输气站调压过程中存在的压力能进行了测算。结果表明,川气东送输气站调压过程中可利用的压力能总和达到2600×108kJ/a,相当于约9MW电站一年的发电量,节能潜力巨大。建议下一步开展川气东送管道压力能利用的前期工作,以及冷量利用方式可行性研究,为国内其他高压管道压力能回收提供借鉴。

实时瞬态模型法在长输天然气管道泄漏检测中的应用

未来我国天然气管道面临的泄漏风险主要是腐蚀、外部影响和材料缺陷等引起的管道小泄漏或微小泄漏。为解决现有长输天然气管道泄漏检测技术在管道微小泄漏检测和泄漏损失计算方面存在的不足,强调应加大实时瞬态模型方法的应用研究,通过在川气东送天然气管道南京支线段现场应用效果分析证实了其应用优势。研究结果表明:①实时瞬态模型泄漏检测法能够准确、快速地检测出泄漏,尤其对微小泄漏量的检测优势明显,同时用流量、压力等参数可以计算出泄漏点的位置,实时计算泄漏速度和累计泄漏量;②实时瞬态模型法中的容量守恒变化曲线决定了其误报率低的特点,这一点在测试中也得到证实;③对于测试泄漏点压降很小的情况,实时瞬态模型法可以检测到目前无法通过SCADA查看到的微小数值压降变化,也可以解决目前采用的通过截止阀判断压降速率无法解决的微小泄漏检测。

川气东送管道工程安徽段的地方关系协调

文章详细地介绍了川气东送管道工程安徽段的地方关系协调方法,重点阐述了管道工程建设中地方报建程序、协调特点等,分析了地方关系协调方法的实施效果,实践已经充分证明,良好的关系就是一种无形的生产力。

川气东送管道应急调峰体系建设探讨

针对川气东送管道输送规模的不断扩大出现的管道应急供气、调峰等问题尤其是紧急情况以及节假日安全生产的重大问题,总结对比了川气东送管道系统几种常见的调峰和应急供气手段的利弊,分析了川气东送供气具有的市场主要集中在上下游、用户大量为工业用户以及下游大型用户存在较大用气波动等特点,提出了加快建设多层次应急调峰体系的解决措施,包括加快与中国石油管线的互联及储气库建设,适当提高储气库的规模及工作气量,待储气库建设完后实施弹性的价格机制,以及加强与地方可调节用户的沟通协调并在管道中下游开发部分大型工业用户。

川气东送管道工程沿线地质灾害及防治对策分析

川气东送管道工程是国家跨区域重大天然气管网工程,路线全长1559km。管道沿线地质环境条件复杂,地质灾害异常发育。笔者在对沿线地质灾害调查的基础上,开展了地质灾害危险性评估,并提出了具体的对策建议,主要取得了以下认识:1)川气东送管道沿线地貌类型众多、活动构造复杂、岩土体工程地质条件及水文地质条件差异较大,人类工程活动强烈,地质灾害异常发育。2)研究区突发性地质灾害与缓变性地质灾害并存,共发育隐患点260处,其中崩塌88处、潜在不稳定斜坡74处、滑坡52处、地面沉降36处、泥石流10处。3)地质灾害危险性大的地质灾害点共16处,危险性中等的9处,其余为危险性较小的地质灾害隐患点。4)提出了各类地质灾害点的防治对策建议,为管道工程沿线地质环境安全提供了基础地质依据。

川气东送管道施工的水土保持措施

我国西部地区生态环境脆弱,川气东送管道工程的必经之地——重庆忠县至湖北宜昌段的施工,必然给当地本已脆弱的生态环境造成不利影响。为了减少工程对环境的破坏,在建设过程中,根据管线经过地的自然环境,因地制宜地采取了多种水土保持措施。对管道平行等高线敷设、垂直或斜交等高线敷设、沿陡坡敷设、穿越梯田敷设以及穿越河流敷设等具体情况,提出了相应的水土保持应对措施。

川气东送宜昌长江隧道穿越工程北岸竖井涌水量预测

文章在分析川气东送工程宜昌长江隧道穿越区域地质条件的基础上,重点论述了北岸竖井段的水文地质条件及其与长江水位的水力联系,正确地预测北岸竖井枯水期和汛期的涌水量,为隧道竖井的设计与施工提供了可靠的依据,其分析方法对今后类似工程也有很好的借鉴意义。

川气东送管道防腐设计

介绍了川气东送管道的防腐设计,包括直管段、热煨弯管的防腐和补口。针对目前热煨弯管外防腐尚无标准规范可依的情况,对多种防腐材料的优缺点进行了对比,对采用的防腐材料、结构形式和涂敷工艺进行了试验评定,确定该工程热煨弯管外涂层采用无溶剂液体双组分环氧涂料,外缠聚丙烯胶带作为保护层。另外,参照国外标准,制订了相应的补口技术措施。

川气东送天然气管道材料CO_(2)腐蚀机理研究

为明确川气东送X70天然气管道材料的CO_(2)腐蚀机理问题,采用实验室试验的方法,研究了该条管道材料在天然气环境中的CO_(2)腐蚀行为,为了解管道的腐蚀状况并制定相应的防腐蚀方案奠定基础。研究表明:川气东送X70天然气管道材料处于输送温度在60℃以下时,随着温度的升高,腐蚀速率加快,此时产生的腐蚀行为属于均匀腐蚀;天然气流速为6 m/s以下时随着流速的增加,腐蚀速率加快,另外,流速越高,腐蚀速率的增加越快,且随着流速的增加,腐蚀行为将从均匀腐蚀转化为局部腐蚀;CO_(2)分压为3.5 MPa以下时,随着CO_(2)分压的加大,腐蚀速率加快,另外,在高CO_(2)分压状态下,X70管道将会产生严重的点蚀。

ESD联锁测试中气液联动执行机构喷油故障处理与预防

川气东送各输气站场均设置ESD联锁保护系统,在检维修过程中会定期开展ESD联锁功能测试。输气站场进出站截断阀均配备Shafer气液联动执行机构作为动力驱动,下发ESD命令时进出站截断阀均执行联锁关断,在日常输气站场ESD联锁功能测试过程中进出站气液联动执行机构执行关阀动作时多次出现先导阀泄放口喷油故障现象。针对喷油现象从ESD关阀原理入手,通过对气液联动执行机构行程开关力矩调整、执行器摆缸密封修复、油罐油位不平衡调整以及气质脏污处理消除喷油故障。在预防措施中,提出了通过对ESD联锁测试前进行油位检测、油罐以及执行器摆缸排污操作、滤芯清洗、以及加强日常设备管理等防护措施,提高了气液联动执行机构运行完好率。

长输管道建设管理创新的实践与探索——以川气东送川东北—川西输气联络线中段工程为例

针对长输管道建设施工管理存在的主要问题,在川气东送川东北-川西输气联络线中段工程进行了施工管理创新的实践与探索,形成了青苗赔偿协调"乙方负责法"、投资控制"风险包断法"与"工程量变更签证图纸对比法"、分包管理"相关工程捆绑法"、质量安全"特别禁令法"等创新性管理办法,取得了施工进度领先、管理费用大幅降低的良好效果。

关于页岩气合同管理的思考

随着页岩气规模化勘探开发及管道系统的发展,对川气东送天然气合同的现状和执行中存在的问题进行了分析,提出适合页岩气的合同管理建议,以达到兼顾风险控制和市场培育的目的。

SCADA系统在川气东送管道工程中的应用

介绍了川气东送管道工程监控及数据采集(SCADA)系统的设计原则、组成和配置,阐述了调度控制中心及站控系统的构造及主要功能,分析了川气东送管道工程SCADA系统的先进性及特点。

新粤浙管道工程管材采购质量控制措施与建议

针对新粤浙管道工程的特点,在对川气东送管道工程的管材采购经验进行总结的基础上,从管材标准制定、供应商管理、全过程质量控制及科学管理的角度,对采购质量控制问题进行了探讨,并提出了加强管材采购质量控制的措施和建议。

川气东送管道干线清管实践

目前天然气长输管道清管作业尚未形成统一的标准、规范,在清管器选型、清管器参数确定、速度控制等方面均无明确规定。对川气东送管道清管作业工况进行分析,从设备选型、参数确定、收球流程调整、清管器的监听、速度预测等方面入手,开展了大口径管道清管研究实践。可采用聚氨酯泡沫清管器和皮碗清管器相结合的清管方式,其中皮碗清管的过盈量为主要管道壁厚段的3%,聚氨酯泡沫清管器为5%。通过调整收球流程,控制收球速度,选择在阀室以及进出站对清管器进行监听。作业前通过SPS模拟清管器运行速度,与实际相差约为5%,除发球和收球阶段外,皮碗清管器和泡沫清管器运行速度相差不大。通过掌握管道内部特点,清除管道内杂质,提高管道运行效率,检验管道通过能力,为后续的内检测工作奠定基础。总结了相关经验并提出了改进建议,可为以后大口径管道清管提供借鉴。