调度培训

天然气管道调度运行与分析（调度培训材料）刘学良二○○四年六月第一节天然气管道运行规律一、运行调度的基本任务：实现管道安全、平稳、高效、低耗、优化运行，全面完成各项输气任务和指标，提高管道输送效率，延长管道使用寿命。具体表现在以下五个方面：㈠根据输气计划，结合用户实际和管道运行状况，编制输气运行方案，确定管道运行工况。第一节天然气管道运行规律㈡组织日常的输气运行管理工作，实行集中统一指挥生产和气质监控。㈢组织、协调管道检修、试验、作业，以及与外部的协调和信息沟通。㈣负责收集、整理、分析有关生产信息，编制生产调度报表。㈤在异常状态下做好应急响应，调整管道运行工况，合理调配气量。在任何情况下确保管道运行压力不大于管道最高允许压力。第一节天然气管道运行规律二、调度的作用：负责统一指挥和协调组织、系统内部相关活动的高效有序运行，按要求完成各种指定的动作（输入、输出等）；负责与外部的信息沟通和协调，促进系统健康运行。第一节天然气管道运行规律天然气管道运行调度需掌握的三个规律：㈠油（气）田的供气规律㈡用户用气规律㈢管道运行和变化规律㈠油（气）田的供气规律要求掌握油（气）田的生产情况和供气规律（产能规模、装置生产情况、生产流程、供气方式、供气压力、供气量、气质情况，以及调节方式等），便于协调运行，保证油（气）田平稳生产，按需足量供气。㈡用户用气规律要求掌握不同用户对天然气的用途和用气规律，合理配气。在事故或应急情况下，根据不同用户的用气规律，制定气量调配方案，尽量保证用户正常的生产和生活秩序。㈢管道运行和变化规律要求掌握全线工艺流程、主要安全控制参数及变化情况。根据管道运行状况进行计算、分析管道的运行状态，提前预测管道可能发生或存在的问题，并与上下游加强协调，及时做出调整，实现管道安全运行，提高管输效率。㈠油（气）田的供气规律天然气按照油气藏的特点一般分气井气、凝析气田气和油田伴生气三类；天然气在进入管道外输前需经过脱水、除去杂质等净化处理，达到管输天然气气质要求（管输气质标准见附表）。不同类型的天然气，其处理工艺和过程不同：⑴气田气一般脱去凝析油、脱去水等杂质后进入管道外输；⑵对凝析气田气和油田伴生气，需进行脱去水等其它杂质，回收凝析油（C5以上组分，在常温常压下是液体，是汽油的主要成分）和重烃组分（C3、C4是液化气主要成分），增压后进入管道外输。管输天然气气质标准高位发热值，MJ/m3＞31.4总硫(以硫计)，mg/m3≤200.0硫化氢，mg/m3≤20.0二氧化碳，％(体积分数)≤3.0氧气，％(体积分数)≤0.5水露点，℃在最高操作压力下，水露点应比最低环境温度低5℃烃露点，℃在最高操作压力下，烃露点应不大于最低环境温度注：气质为标准状况，101.325kPa，20℃。㈠油（气）田的供气规律涩宁兰输气管道外输的天然气是青海油田涩北一号气田气，天然气中不含硫，比较干净，但含水、含砂量较高，容易产生冰堵。其外输流程为：单井（节流）集气站（分离、脱水、除砂）输配气总站（加热、脱水、计量、调压）进入管道外输。㈡用户用气规律各用户对天然气的用途不同，具有不同的用气规律。对天然气气质、供气压力等的要求也不同。工业用户（将天然气作为工业原料和燃料）一年四季用气量波动不大，但对天然气供气压力有较高要求，最低供气压力要满足装置最低吸入压力要求，并且供气压力相对平稳。㈡用户用气规律城市用户（将天然气做为采暖和居民生活）对气质要求较高（主要是天然气中的硫化氢含量），用气量波动较大，呈明显的季节性变化：冬季是用气高峰，夏季是用气低峰；并且，白天用气量大，晚上用气量小。㈡用户用气规律天然气管道由于受城市用户气量波动（峰谷差、调峰）的影响，呈现季节性变化：冬季输气量高，夏季输气量低。涩宁兰管道的运行情况及各用户用气规律见下图。2003年月销气量圆饼图2003年天然气销售折线图0.00002000.00004000.00006000.00008000.000010000.000012000.0000123456789101112月份销售气量（万标方）合计兰州石化刘化集团西宁燃气兰州燃气兰州炭素兰州铝业乐都燃气民和川中德令哈湟中燃气2003年日销气量趋势图2003年四季度销售量趋势图0.000050.0000100.0000150.0000200.0000250.0000300.0000350.0000400.000014710131619222528313437404346495255586164677073767982858891日期销售量日销气量西宁燃气兰州燃气兰州石化刘化集团其他用户2003年瞬时流量图2003年1月10日瞬时流量趋势图0.00020.00040.00060.00080.000100.000120.000140.000160.0008:0010:0012:0014:0016:0018:0020:0022:000:002:004:006:00时间（h）流量（KNm3/h）进气量销气量西宁燃气兰州燃气兰州石化刘化集团兰州炭素兰州铝业乐都燃气其它用户2003年瞬时流量图2003年5月10日瞬时流量趋势图0.00010.00020.00030.00040.00050.00060.00070.00080.00090.0008:0010:0012:0014:0016:0018:0020:0022:000:002:004:006:00时间（h）流量（KNm3/h）进气量销气量西宁燃气兰州燃气兰州石化刘化集团兰州炭素兰州铝业乐都燃气2003年瞬时流量图2003年12月10日瞬时流量趋势图0.00050.000100.000150.000200.000250.0008:0010:0012:0014:0016:0018:0020:0022:000:002:004:006:00时间（h）流量（KNm3/h）进气量销气量西宁燃气兰州燃气兰州石化刘化集团兰州炭素兰州铝业乐都燃气德令哈2003年城市用户瞬时流量图2003年兰州燃气24小时瞬时流量图0.0005.00010.00015.00020.00025.00030.00035.0008:0010:0012:0014:0016:0018:0020:0022:000:002:004:006:00时间（h）流量（103Nm3/h）1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月2003年城市用户瞬时流量图2003年西宁燃气24小时瞬时流量图0.00020.00040.00060.00080.000100.000120.0008:0010:0012:0014:0016:0018:0020:0022:000:002:004:006:00时间（h）流量（103Nm3/h）1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月㈢输气管线运行及变化规律重点掌握输气管道沿线的压力变化规律。输气管线沿线的压力是按抛物线规律变化的（见天然气管道压降曲线图）而输气管道压力平方的变化是一条直线（见天然气管道压力平方直线）。这是由于气体是可压缩的。在靠近起点的管段压降比较平缓，距离起点越远，压降越快，在前四分之三管段上，压力损失约占一般，另一般消耗在后面的四分之一管段上。越接近管道的终点，压降越快，气体流速越大。这是由于随着管道内气体压力的降低，气体的流速增大，而质量流量是恒定的。㈢输气管线运行及变化规律天然气管道压降曲线0246810012.52537.55062.57587.5100里程（Km）压力（MPa）㈢输气管线运行及变化规律天然气管道压力平方直线020406080012.52537.55062.57587.5100里程（Km）压力（MPa）㈢输气管线运行及变化规律输气管道输送能力与首末站的压力平方差成正比，即压差越大输送能力越大。但是，从经济的角度考虑，管道终点的压力不能降的太低，压差越大，流速越大，摩阻损失也越大（摩阻损失随着速度的增加而增加），能量损失越大。因此，从经济的角度管道终点的压力应保持在较高的数值是合理的。一般比较经济的数值是：起点压力为5.5MPa～7.5MPa，终点压力2.5MPa～4.0MPa。㈢输气管线运行及变化规律掌握输气管道的压降曲线和输气管道压力平方变化直线，是进行管道安全运行分析的主要手段，在实际调度运行过程中具有重要的意义。可利用实测的压降曲线分析判断输气管段的内部状况（是否有水化物、积液、脏物等），大致可确定管道局部的堵塞点或泄漏点，确定是否进行清管作业等（或检查清管作业的效果）。㈢输气管线运行及变化规律当管线发生局部堵塞时，若流量不变，则出站压力逐渐升高，堵塞点之后压力很快降落，见压降曲线（1）。当管线某处漏气很大时，则流量不变，则起点压力降低，在漏气点压降较大，漏气点之后恢复正常压降，见压降曲线（2）。㈢输气管线运行及变化规律压降曲线图(1)0246810012.52537.55062.57587.5100里程(Km)压力(MPa)㈢输气管线运行及变化规律压降曲线图(2)0246810012.52537.55062.57587.5100里程(Km)压力(MPa)第二节调度运行及分析一、调度运行：输气生产以实现安全生产为基础，严格执行输气运行方案。运行调度要坚持“安全第一”和“按需调配”的原则，及时收集（监视）全线的压力、温度、流量变化情况，根据下游用户的需求情况，及时协调平衡气量，保证计划的全面实施和指标任务的全面完成。当供、用气计划发生变化时（上下游生产装置发生故障、停厂检修等），应及时一、调度运行根据管道运行现状和用户类别调整运行方案，合理调配供、用气。当运行方案发生变化时（管道设备维修、检修等运行状况发生变化），要提前与上下游协调，做好气量调配工作。及时协调解决生产中存在的问题，保证输气生产顺利进行，保证各类用户均衡用气。制定紧急情况下的配气预案，在事故状况下要利用管存气尽量保证城市用户的最低用气。二、调度运行另外，为了便于日常供输气生产的协调和信息沟通，以及在紧急情况下的应急处理，要与上下游建立高效、完善的调度联系机制。二、运行分析运行分析的目的：在日常生产中，实时监控生产运行状况，定期收集管道压力、温度、流量等参数并进行分析，调控管道运行，优化运行。对生产过程中可能发生的问题早预测，提前预报，及时采取预防性措施，确保运行安全、平稳、高效运行，提高管输效率，延长管道寿命。二、运行分析分析的内容：分析管道压力的变化趋势；分析管道输送能力和设计能力利用率；分析设备、管道运行效率下降原因，分析全线和压缩机组之间负载分配等。第三节涩宁兰管道运行简况一、管道及用户简介⑴管道简介：涩宁兰管道起自青海油田湖地区的涩北一号气田集气总站，终于甘肃省兰州市西固区柳泉末站。管道共经过两处大地质断裂带，穿越铁路5次，干线公路19次，大中型河流17次，大中型冲沟80余次，跨越黄河1次。管道干线全长929.60km，管径Ф660mm，设计最高操作压力6.4MPa,设计年输量20亿标方。全线设首末站各1座，分输站3座，清管站4座，门站4座，线路截断阀室32座。干线于2001年9月6日全线投入运。一、管道及用户简介⑵全线及各站工艺流程和功能描述；⑶工艺、电气、计量、仪表自动化、通讯系统等；⑷供水、供电；⑸安全消防；⑹应急抢险。一、管道及用户简介㈡运行方式：全线的生产运行实行集中统一调度指挥，调控中心设在廊坊，分公司辅助廊坊调控中心负责日常生产运行的组织和管理工作。下设涩北首站、德令哈分输站、西宁分输站、民和分输站（兰炭门站、乐都门站）和兰州末站（刘化门站、兰铝门站、连海门站）五个站级运行调度。维抢修中心负责全线设备的维护、检修，以及应急抢险工作。一、管道及用户简介㈢用户情况：目前，下游用户已发展到12家：其中，兰州石化、刘化集团、兰州炭素、兰州铝业、乐都燃气、民和燃气和永靖连海7家工业用户，兰州燃气、西宁燃气、德令哈燃气、湟中燃气和永靖三峡5家城市用户。另外，平安和红古两条支线正在施工中，预计2004年秋季可投运。白银支线工程发生变更，正在重新设计。用户分布情况见下表：表1：用户沿线分布图