天然气调度运行管理探析

摘　要：

关键词：
    随着工艺技术的不断发展和输气规模的逐渐扩大，天然气调度运行管理正在经历着由传统到科学、从手工作业向智能化、经简单到复杂的转变。天然气调度运行不仅承载着生产指令的发布和各项作业活动的督导控制，而且逐步成为数据集散中心和生产信息处理中心。调度运行中这些变化，对广大调度运行人员提出了越来越高的要求，不仅要求严细认真的工作作风，而且要求懂工艺技术、通信技术、自动化技术等相关专业知识。就山东管道公司而言，调控中心调度人员以SCADA系统为依托，以工业电视监控系统、通信系统、生产管理系统、地理信息系统（GIS）为支撑，实时监控管道沿线各场站运行压力、天然气温度、瞬时流量，及部分RTU阀室的运行参数，及时分析处理影响管道运行的各种隐患，确保了山东管道公司1000余公里管道安全、平稳、高效运行。
    天然气调度运行是一个动态的过程，要依据运行工况的变化、天气变化、用户需求变化适时调整管网运行参数，协调解决影响生产的各类隐患，要求运行管理人员不仅要掌握各种技术，而且要懂点控制论、系统动力学，要从系统角度思考问题、解决问题，“为之于未有、治之于未乱”，要能够从管网参数细微的变化中分析出可能存在的风险，要善于从庞杂的数据中找出系统运行的规律。笔者认为，做好调度运行管理，以下四个方面必不可少。
    1、实时监控是基础
    天然气管网的运行普遍采用SCADA系统，以实现对管道沿线场站、阀室的实时监控。SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition System)系统是以计算机为基础的数据采集与监视控制系统。目前山东管道公司SCADA系统共有软件采集点3485个，硬件采集点1087个，并且先后改造了2座RTU阀室，采取引进与自主开发相结合，开发建成了生产管理系统、工业电视监控系统、通信系统等，部分实现了对沿线32个场站和阀室，各管道运行压力、进销气量、分输压力与流量的监控。场站值班人员和中心调度人员通过网络终端，掌握各节点的压力、瞬时流量变化情况，分析管网运行状态，及时发现并解决安全隐患，确保管网的安全运行。
    2、生产设计是根本
    按照系统化、规范化、科学化的总体要求，自2008年开始，天然气分公司在所属各生产单位推行了旨在统筹安排全年各项生产工作的设计文件，即年度生产设计。年度生产设计主要包括生产调度体系、管道保护体系、计量技术体系、应急抢险体系、CNG管理体系。首先由生产调度体系，通过对上年度生产运行情况进行综合分析，并根据下年度市场销售规模、发展需求，结合实际生产能力，通过对各节点压力、输量，各管段输气利用率、输气效率，不均衡系数等参数进行模拟计算，对年度生产任务进行详细分解，编制出年度生产运行方案。然后根据年度生产任务，各个体系系统识别存在的风险和隐患，按照工作内容、时间节点、责任人、目标“四个落实”的原则，对全年生产检维修、设备设施维护、隐患治理等工作进行总体安排，从而形成生产设计。
    3、分析检测是保障
    天然气运行中的分析主要包括各管道输气效率的计算，年度、月度运行情况，采暖期前后、不同季节、昼夜、日供气峰谷等运行情况分析，其主要目的是通过对系统的输送效率、管道利用率、季节不均衡系数等进行科学计算，对年度生产设计以及各种运行方案进行复核，探索管道运行规律，指导生产实践。检测主要包括自控系统有效性、稳定性的检测与检查，场站设备设施动作灵活性、完好性及各项技术参数的测试与检查，通过各种检测、检查，分析存在的问题，提出解决问题的方案和措施，建立完善各项规章制度，从而达到消除事故隐患，保障系统安全、平稳、高效的目的。另外，根据ASME(美国机械工程师学会)及《钢质管道内检测技术规范》（SY/T 6597-2004）等相关标准要求，近年来国内积极引入管道完整性管理模式，全面开展管道内检测与防腐层检测，对在役管道进行清管通球作业，在清除管道内的粉尘、杂物、积液，提高管道输送效率的基础上，对在用管道内腐蚀、剩余壁厚等进行全面诊断，并运用科学评价方法评价管道的安全可靠性，提出隐患治理方案，积极开展隐患治理工作，确保管道运行压力与市场需求的增长相匹配。
    4、科学调度是手段
    由于管道运行中存在年、月、日峰谷，以及诸多临时性的变化因素，而且管道储气设施与管道平稳运行的需求不匹配，造成管道压力波动较为频繁，不仅使管材疲劳程度加速，形成了安全隐患，而且影响下游用户的平稳供气，严重时可能造成局部供气临时中断，危害社会稳定，后果不可估量。因此，科学调度、平稳运行显得尤为重要。就山东管道公司而言，由于建成时间久（已连续运行10年）、设备老化、工艺技术落后等问题的存在，管道已不能按照设计操作压力运行，与日益扩张的市场需求形成矛盾，生产运行人员为了保障冬季高峰、日高峰的平稳运行，进行了积极有益的尝试。一是根据日指定计划，坚持每天用TGNET软件计算各节点的压力，验证工艺是否满足实际需要，在末端压力不能满足时，及时调整节点流量。二是针对春节、劳动节、中秋节、国庆节等节假日用气量锐减的实际，编制专项供气方案，制定供气应急预案，保证节假日安全平稳过渡。三是在特殊时期采取错时错峰非常手段，调整部分工业用户瞬时流量，保证管网末端压力。
    中国石化天然气管道自2002年进入山东市场以来，至2011年底，已累计向山东供应天然气近80亿方，不仅为工业用户和广大居民提供了方便、洁净的燃料，而且为环境的改善创造了条件，为飞速发展的经济提供了能源支撑。依据山东省“十二五规划”，到2015年山东省天然气年需求量将达到300亿方，我们在完善网络建设、优化资源配置的基础上，强化调度运行，任重而道远，保一方稳定、保一方平安是我们不可推卸的政治责任和历史责任。
参考文献：
[1]刘炜立等主编，管道安全运行与管理，北京，中国石化出版社，2007.
[2]李长俊等主编，天然气管道输送，北京，石油工业出版社，2000.
[3]中国石油管道公司编，油气管道完整性管理技术，北京，石油工业出版社，2010.7.
　　
作者简介:程宜强（1965--），男，大学文化程度，中共党员，经济师任职资格，国家注册安全工程师。
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