基于大数据挖掘的热油管道闭环安全生产体系

长输加热原油管道运行工艺复杂,安全生产与优化相互矛盾,且存在管道沿线油温理论计算误差大,管壁结蜡评估难度大等问题。本研究利用管道实际生产数据,基于数据挖掘算法从热力和水力两个方面,构建了热油管道闭环安全生产体系。其中热力系统是利用BP神经网络,ARMA和Seq2Seq算法模型,建立稳态和非稳态油温预测模型,预测误差小于0.5℃。水力系统则是通过分析管道清管后一定时间内管道摩阻,利用MEA-BP神经网络建立管道标准摩阻预测模型,可对高含蜡热油管道管壁结蜡情况进行有效评估。建立摩阻数据库,利用高斯公式,对历史摩阻数据进行分析,设置历史摩阻数据的90%、95%为预警值和报警值,有效监控由于管道结蜡等引起的长周期摩阻变化。将研究成果应用于指导HY热油管道工艺调整,实现节能达92.4%。基于生产数据建立的油温预测模型,构建的热油管道闭环安全生产体系,具有很好的适用性,为未来管道智能化控制奠定了基础。

2020年中国油气管道建设新进展

2020年,中国新建成油气管道里程约5081千米,油气管道总里程累计达到14.4万千米。油气消费增长态势趋缓,基础设施建设稳步推进;国家管网集团全面接管三大石油公司相关油气管网资产,全国主要油气管道实现并网运行;中俄东线天然气管道中段(长岭-永清)和青岛-南京天然气管道相继建成投产;初步建立油气托运商机制,基础设施公平开放水平不断提高;广东省管网率先融入国家管网,"全国一张网"建设进入新阶段。展望2021年,预计天然气需求将长期保持增长态势,国家规划要求加快建设天然气基础设施;国家碳排放达峰和碳中和战略目标对油气基础设施建设提出新要求;省管网融入"全国一张网"是大势所趋;大力打造油气管网平台经济;初步试点实施天然气能量计量计价。

Z地区天然气管网平衡差影响因素分析与天然气需求短期预测

为掌握管网进销平衡差波动规律,提前做好管网管存合理分配,基于Z地区天然气管网进销特征,结合近3年管网进销平衡差动态资料,从季节性、日期类型、天气温度等因素入手,分析了Z地区管网进销平衡差的影响因素,并采用方差分析方法对各影响因素进行综合评价,量化分析各因素对管网平衡差的影响程度,结果发现,冬季(供暖季)、节假日对于管网进销平衡差有显著的影响。根据方差分析结果,建立了关于管网销气量的神经网络短期预测模型。用BP、Elman、RBF神经网络模型预测日常管网销气,得到2020年3月整体销气预测值的平均相对误差分别为1.95%、1.51%、1.45%,均方根误差分别为781.34×104、703.65×104、655.31×104 m3。相比其他两种模型,RBF神经网络预测值更加贴近实际销气量,具有良好的预测结果。RBF神经网络模型预测重大节日管网销气,所得误差值稍大于日常情况下的预测值,但误差仍在合理的范围之内,证明该模型能够准确地预测重大节日下管网销气量,为Z地区管网调度运行、工况调整提供数据支持。

低地温环境下0^(#)柴油输送技术研究

0^(#)柴油具有热值高、价格低等优点,市场消费需求旺盛,但目前我国西南及东北部分地区由于多年冻土的存在,低地温环境制约着0^(#)柴油管道输送。0^(#)柴油低温环境下,柴油中的正构烷烃以蜡晶的形式析出,柴油流动性变差甚至凝固,管道输送存在凝管风险。通过0^(#)柴油加剂改性实验及系统水力、热力仿真模拟,得出0#柴油的冷滤点和凝点是影响0^(#)柴油输送的主要因素。通过添加合适的降凝剂能很好地降低0#柴油冷滤点及凝点,改善低温环境下的流动性;通过在管道沿线不同位置加剂及在线路段管道进行保温处理,能够保障低地温环境下0^(#)柴油管道输送的稳定性和安全性。低地温环境下长距离管道输送0#柴油采用“保温加降凝剂”的输送方案具有可行性。

长输热油管道非稳态油温预测

热油管道上游站场启停加热炉后,下游进站油温的非稳态变化趋势影响管道清管前启炉热洗、异常停炉应急处置等工作,非稳态油温趋势变化的准确预测可有效提高管道安全运行与节能降耗工作的开展。为此,采用深度学习的框架,将上下游油温的非稳态过程看作序列到序列的映射关系,建立基于attention机制的seq2seq非稳态油温预测模型。通过相关性分析选取上游出站非稳态油温、管道流量、地温等参数作为模型影响因子,并计算获得相关度。在HY热油管道的SCADA系统数据库中下载相关参数历史数据,作为样本数据,经数据预处理后,对模型进行训练测试。将训练完成的模型应用于实际生产,获得预测值与真实值误差为±0.2℃,启停加热炉过程预测值与真实值的相关系数R分别为0.96和0.99,均方根误差分别为0.11和0.09,可见模型可有效预测下游站场非稳态油温。该模型基于实际生产数据驱动,为未来管道智能化控制奠定基础。

管输天然气能量计量发热量间接测定核查方法探讨

研究了在线色谱仪分析、离线分析和赋值组分分析间接计算发热量的方法,并将其应用于组成分析结果质量核查,提出了声速检验核查和动态数据核查2种方法以提升发热量间接测定质量。按照GB/T 30500规定方法开展超声流量计声速检验,当测量声速与计算声速之间的偏差在±0.15%内,天然气组成分析数据符合要求。选取配置在线色谱分析仪站场,根据色谱仪结果动态分析变化趋势,当A级计量系统超过在线发热量波动控制限(最大允许误差±0.5%),判定色谱仪分析结果出现问题,该方法可有效监控发热量数据波动,可确保管输天然气在能量计量过程中数据的准确可靠。

一种利用声速变化研究过站混油发展的方法

成品油管道顺序输送混油导致较大的经济损失,过站混油作为混油产生的重要一环有必要对其开展研究。以港枣成品油管道进、出站超声波流量计为研究基础,提出了一种利用界面声速变化研究过站混油发展的方法。经过数据统计分析,揭示了混油段发展程度、过站输量、输送顺序与过站混油增量的对应关系及沿线各站混油发展特点。研究成果提供了研究过站混油发展的新思路,可为管道设计布站、优化运行,工艺改造和减少混油提供依据。同时,使用现有超声波流量计界面检测声速法替代现有密度计法,将有效降低设备用电量和设备故障率。

阿独乌鄯系统密闭输送运行风险分析及PID参数整定

针对阿独乌鄯系统异常工况下手动流程切换不及时、调节阀PID控制压力调节时间长等问题,对改造后的两种运行方式进行风险分析并制定风险防范措施,明确了调节阀PID控制的优越性。利用工程整定法重新整定了乌鲁木齐进站调节阀PID参数,通过调节阀压差测试与应急工况模拟,验证了调节阀PID控制的可靠性能与快速处置能力,并对PID控制效果的影响因素进行了分析。结果表明:乌鲁木齐站整定后的PID参数能够实现流程切换和应急工况下进站调节阀快速精准的自动控制,压力调节时间由780 s降至约75 s,且震荡较小。研究成果可为调节阀精准控制及异常工况处理提供指导,并为实现管道智能调控奠定理论基础。(图7,参22)

天然气长输管道内腐蚀原因分析及控制措施

近年来,我国经济发展水平稳步上升,在天然气行业也有了很大的进步,得到了广泛的普及。整体来看,已经成为人们日常生活中不可缺少的气体燃料。天然气长输管作为天然气使用和运输中不可缺少的重要工具,其可靠性直接关系着人们的用气安全。有质量缺陷的天然气长运输管道不仅会增加运输过程中天然气的损耗、泄漏,影响运输效率,污染自然环境,还会危及千家万户的生命安全。目前天然气长运输管的腐蚀问题是天然气长运输管运输的主要问题之一,管道腐蚀造成的影响十分严重。为了应对天然气长输管的腐蚀问题,妥善处理管道腐蚀,本文将从天然气长输管腐蚀原因入手,根据腐蚀原因分析如何防范天然气管道腐蚀,提出相应的防腐措施。