长输管道的特点与组成

监控与数据采集系统(SCADA)天然气长输管道的特点与组成一、概述长距离输送管道用以将液体或气体从供应方输送到远方的用户，简称长输管道或干线管道。它不同于企业内部管道，具有管径大、距离长、输量大的特点，有各种配套辅助工程，有独立的管道监控和经营管理系统。可用管道输送的液体有水、原油、成品油、液化天然气、液态化工产品、煤浆、矿浆及其他可液化产品。可用管道输送的气体有天然气、煤气及其他可气化的产品。供应方可以是油田、气田、水库、炼厂、化工厂、煤气公司、矿厂，用户方可以是油库、港口、火车装油站、炼厂、供水供气总站等。若管道通过海底，则成为海底油、气管道。二、长输管道自动化的作用长输管道自动化是指利用各种检测仪表、执行器、显示仪表、调节仪表、控制装置或电子计算机、通信技术等自动化技术，对管道输送生产过程进行自动检测、监视、控制和管理。其目的是在保证安全的情况下，以对供需双方最少的限制，用最经济的方式、最快的手段，将产品从供方输送到用户。此外，自动化还能改善劳动条件，节省人力和提高环保水平。三、输气管道的特点与液体输送方式不同，天然气具有密度小、体积大的特点，因而管道输送几乎成了天然气远距离输送的唯一方式。国外已研究出在低温高压下气态输送或液态输送天然气的新型输气工艺，其输送能力比一般温度和压力下提高几倍到十几倍。四、输气管道的组成输气干线从矿场附近的输气首站开始，到终点配气站为止。它主要由输气站、线路和控制中心三大部分组成。高度现代化的输气干线还具有经营管理中心。输气干线与输油干线的构成形态类似，但由于天然气密度小、体积大、可压缩的特点，解决供量与用量不平衡的储气方式与储油方式有较大差别，所用的主动力设备为压缩机。1．输气站输气站的任务是进行气体的调压、计量、净化、加压或冷却，使气体按要求沿着管道向前流动。压气机也称压缩机，是输气站的关键动力设备，因此输气站又称压气站或压缩机站。首站它是输气干线的第一个压气站，是输气干线的起点，常位于气田附近。如果气田的地层压力大到足以将气体送到下一个压气站时，首站可暂不设压缩机车间，此时首站实质上就是一个调压计量站，大型的首站还兼有天然气净化系统。首站流程图净化厂来气去分输站去末站1）站场设计参数设计压力：10.0MPa；设计温度：放空系统-40℃～50℃；压缩机出口至出站：-20℃～70℃；其它系统-20℃～50℃。2）站场主要功能接收天然气净化厂来气，进行在线气质分析、色谱分析；对天然气进行过滤分离；对过滤分离后的天然气进行计量、在线标定；计量后的天然气经旁通管路或者增压后送入梁平分输站；清管器发送；紧急切断流程；事故状态及维修时的放空和排污；站场数据采集与监控。中间站首站与末站之间的压气站统称为中间站。除了不必贸易计量和大型净化装置外，其他任务和没备与首站相似。有些管线首、末站之间设有若干清管站或分输站。上游来气去下游去当地用户分输站末站它是输气干线终点的最后一个输气站。它本质上也是一个调压计量站，担负着向城市或用户配气管网供气的任务，也称为配气站。复杂的输气干线也可以有多个供气首站和多个配气末站，它们从不同气田进入干线或由干线分流，也称为支线首站或支线配气站。末站上游站来气去当地用户线路管道的线路部分包括管道本身、线路阀室、阴极保护及通讯设施等。管道由钢管焊接而成，外表面涂有防腐保护层，必要时还要对管道进行内防腐。有的加热输送管道外表面还有保温层，以减少热量损失、为了增强防腐效果，还设有阴极保护设施。根据管道通过地区的地形、地质、水文地质、气候及社会人文条件等，管道可以采用地下、半地下、地上与管架等敷设方式，其中地下方式最为多用。管道每隔一定距离以及在大河流穿越工程两端安装截断阀，在管道发生破裂事故时，即可将两侧阀门及时关闭，以减少漏油量并防止灾害发生和扩大。在自动化程度较高的管线上，截断阀上都装有遥控装置及相应的通讯设备。有些管道的有线通信线路也是沿管线敷设的。未来，也许会有管道的检漏设备沿管线敷设。控制中心控制中心对全线的运行状况进行监督和控制，其主要功能是生产调度和管理，因此，也称调度中心。有的控制中心具有一定的经营管理功能。控制中心主要由计算机网络和通信系统构成。复杂的长输管线系统，在控制中心之下还设立若干区域控制中心或叫分控中心。管理中心管理中心的主要任务是经营管理和决策。它是根据管道公司的经营策略、供需市场的变化、销售状况及公刊运营状况等对公司的经营作出分析和决策，下达到控制中心来具体执行。管理中心的任务是考虑长远规划、综合分析、经营策略等，不直接参与生产过程的控制。其主要组成是计算机网络、通信系统及相应的管理决策软件系统。储气设施干线供气一般变化不大，而城市的用气量随季节和每天时间变化很大，储气设施就是用来解决供气与用气的不平衡问题的。五、压气站的组成典型的压气站的生产区由以下各部分组成。1．压缩机车间它包括压缩机及驱动压缩机的燃气轮机、电动机或燃气发动机。它们是压气站的核心设备，为输送的气体提供动力。2．高压管组它由阀门和管道组成，用以控制压气站的工艺流程。3．气体净化和脱尘设备从地层开采出来的天然气往往含有砂和混入的铁锈等固体杂质，以及水、水蒸气、硫化物和二氧化碳等有害物质。因此，天然气进入输气干管之前必须净化，除去尘粒、凝液、水及其他有害成分。除占固体杂质常用各种分离器，例如重力式分离器、施风分离器和多管旋风分离器等。常用的脱水方法有低温分离、固体干燥剂吸附和液体吸收等。脱硫和脱二氧化碳的方法很多，可分化学溶剂法、物理溶剂法、直接转化法和干式床层法等四大类。4．清管设备清管设备主要为清管器发放筒、接收筒和相应的阀门与控制系统，用来对清除管道内污染物、测试管道腐蚀或泄漏等的清管器进行发放或接收。首站设有发放筒，末站设有接收筒，中间站则兼有接收筒和发放筒，有的中间站也可以不设，清管器直接通过。清管设备都为露天设备。上游来气去下游清管站5．气体分配站用以将气体分配到不同的干线，主要由调节阀及计量系统组成。6．能源系统由锅炉房、热力管网、燃气管网、变电站或发电间，以及输配电设备等组成。动力供应控制室的自控系统仪表、设备需要提供220VAC，50Hz不间断电源(UPS)。不间断电源电池的大小应保证掉电后，系统在100%负荷时能运行60分钟。7．给排水系统有水源、水泵房、水塔、储水罐、冷却水塔、供水及排水管网、污水处理装置等。8．通信系统主要包括有线的、无线的、明线载波、微波、光纤或卫星通信。9．站控系统主要由工业计算机及网络组成，有就地监控和远程监控两种形式。远传测控参数温度检测（包括：进、出站温度检测、流量温度补偿）。压力检测（包括：进、出站压力检测、流量压力补偿）。过滤分离器前后差压检测。压力控制及安全系统用户供气压力调节采用自力式压力调节阀。液位检测及液位调节（包括：过滤分离器、冷凝水罐、原水箱、进气缓冲罐、废气回收罐、消防水池、循环水池等液位检测）。流量检测与计量系统、流量调节，包括贸易计量、自用气计量。站场紧急停车（ESD）系统在线色谱分析仪：首站设计在线色谱分析仪。在线水露点分析仪：首站设计在线水露点分析仪。在线含硫分析仪：首站设计在线含硫分析仪。供配电系统参数检测（包括电压、电流、功率因数、开关状态等）。压缩机系统参数检测（包括压力、温度、流量、开关状态等）。火炬系统参数检测（包括压力、温度、流量、开关状态等）。清管器通过检测，实现半自动清管操作。可燃气体泄漏检测和报警火灾检测与报警就地指示测控参数主干线进站/出站压力检测。天然气旋流分离器压力、温度、液位检测指示。收/发球筒压力检测指示。计量管线压力温度、检测。分离器进出口压力检测。现场仪表温度仪表压力仪表流量仪表电动、气动、电液联动、气液联动等阀门选用适应大压差、转动扭矩小的进口阀门并配套相应的进口执行器可燃气体浓度检测（传感器）液位仪表分析仪表10化验室主要用来分析气体所含成分及含量，如H2S，CO2的含量等。先进的管道多为在线工作方式。除以上部分外，生产区还有办公室、修理间、消防间、动力设备等。压气站工艺流程压气站作为干线压气站，接收上游来气，过滤、分离、增压后外输。1）站场设计参数设计增压能力：120×108m3/a；设计压力：10.0MPa；设计温度：放空系统-40℃～50℃；压缩机出口至出站：-20℃～70℃；其它系统-20℃～50℃。2）站场主要功能气体过滤分离系统；气体增压系统；气体越站旁通；预留分输、计量调压及加热功能；干线清管器收发功能；站场用气供给；站场压缩空气系统；站场紧急关断和放空；站场辅助配套系统；站场数据采集与监控；与鄂西维抢修队合建，具有川渝输气管理处与鄂西输气管理处之间粗计量功能。压气站清管站来气去清管站六、配气站的组成配气站是输气干线或支线的终点站，又是一个城市或部门配气系统的总站。它的主要任务是接受干线输气管来的气，向储气库转输气体或接收其来的气，然后进行气体的除尘、一级或多级调压、计量和添味(加臭)，扦将气体通过各种管网送给用户。储气库的调压站可以单独设置，也可以与配气站合并设置，典型的配气站包含以下设施：(1)清管器接收筒，用来接收沽管器和排污；(2)阀组与管汇，用来控制工艺流程；(3)除尘器；(4)压力调节阀；(5)计量系统；(6)添味器，用来向气体中加入添味剂，使气体具有强烈的刺鼻的气味，一旦气体泄漏，即可闻到，从而及时发现，采取措施，保证安全。上游来气去下游去当地用户配气站配气站上游站来气去当地用户七、储气解决供气与用气不平衡的方法有：调节气源的供气能力或设置机动气源；将大型企业作为城市用气的缓冲用户，气体多余时，让它用气，少时让它改用其他燃料。这两种方法气源和用户某种条件的限制，不可能完全解决用气不平衡问题。因此，必须采用储气措施。常见的储气方法有：地下储气、气罐储气、液态或固体储气、输气管道末段储气等。