油气长输管道自动分输控制技术研究

兰剑

摘要：传统天然气分输过程中所消耗的人力、物力较多，并且相关操作复杂。研究自動分输技术，有利于提高分输系统的自动化水平以及分输的精确程度。通过分析用户的类型和需求，提出不同的自动分输方法，并且研究了不同分输控制逻辑的原理以及特点，针对用户在特定时间内的天然气使用量，对用户进行有效划分，选择合适的长输管道自动分输控制方法，从而有效提高天然气的使用效率。

关键词：管道;自动分输;研究

随着我国社会经济的快速发展，各行各业对天然气的需求量一直在不断上升，因此天然气管道的建设规模也在不断扩大。传统的分输主要依靠人工操作的形式进行工作，在该过程大量占用操作人员的时间和精力，而且人工无法实现根据用户需求来实时调整天然气的分输量，导致在实际运行过程中精确度较低。为了能够保障站场分输任务安全，有效降低人工成本，提高油气长输管道天然气的分输精确度和输送效率，需要采用自动化技术实现不同用户的用气规律输气，选择合适的逻辑控制策略，自动调节长输油气管道的分输流量以及压力参数，从而满足用户需求。

1分输系统

长输管道的分输系统可以分为手动调节和自动调节两种模式，手动调节主要是根据输气站场的工作人员对长输管道的运行情况进行直接调整。自动调节主要分为流量调节和压力调节，在进行流量调节过程中，工作人员需要针对管道的实际情况设定固定流量。PLC系统主要通过流量计来计算瞬时流量和固定流量，将两者数值进行有效对比，从而控制调节阀，实现瞬时流量与设定值相互统一。在进行压力调节过程中工作人员根据需要设置阀后压力值， PLC系统通过对压力变送器所收集到的压力值与设定值进行对比，从而有效控制调节阀，实现压力值与设定值相互统一。

2分输用户类型及需求

根据用户的使用时间和使用量的波动情况，可以将其划分为持续供气调峰用户、持续供气不调峰用户、可间断调峰用户和可间断供气不调峰用户等。持续供气调峰用户主要是城市内燃气家庭用户所组成，早中晚时间段为用气高峰夜晚用气低谷期，两个时间段内的燃气用量差别非常大，该类型用户的燃气管道不具备储气调峰作用。持续供气不调峰用户主要是由部分工业用户组成，生产设备的机器连续运转，用气量基本保持不变，此类用户的消耗量波动较小。可间断供气调峰用户主要是由压缩天然气场站用户组成，站场内部的设备始终发生变化，该用户的天然气消耗量始终处于波动状态，同时夜间时间内不消耗天然气。

3自动分输控制逻辑

3.1不均匀系数法

将一天分成N个时段（默认为12个时段，可设置），结合用户在过去M天（默认为7天，可设置）中各个时间段内所呈现出的用气特点，通过逻辑计算得出在不同时间内用户日指定分输量的不均匀系数数值，则当前时段的输气设定值即为“日指定分输量×当前时段的不均匀系数”。在每个时间段的初始时刻，根据当日天然气分配总量、已完成输气量以及在该时刻不均匀系数能够得出在该时间内天然气的分配量，从而得出瞬时流量设定值，并按照设定值进行流量调节。通过流量调节法可以控制天然气的流量在当日天然气输送完成之后，系统会根据在以往一周内用户的用气特点，重新计算出在不同时间段内天然气的分配量以及不均匀系数。

3.2恒压控制法

恒压控制法主要应用于稳定供气用户，根据用户需求压力保持天然气恒压状态下的连续供气。该工艺流程中的流量调节阀始终处于开启状态，在用支路和备用支路均采用压力控制，在用支路压力设定值按照需求运行压力设定，备用支路压力设定值为控制压力低限值（按照用户低压保护压力设定），当在用路故障关断，出口压力低于控制压力低限值时，备用支路启输，保持控制压力低限恒压输气。以满足用户供气的连续性和最低压力要求，不会因支路切换和截断阀开启时间造成用户供气中断。

3.3剩余平均法

使用剩余平均法控制天然气的输送，要求用户的用气量需要保持稳定状态，天然气的输送量波动较小，并且对压力无要求。将一天分成不同的时间段，在每一个时间段内的初始时间，结合当日的天然气分配量和天然气使用量能够有效计算出天然气的剩余量，从而计算出每个时间内的平均供气量，在此时间段内的供气量，可以通过调节自动阀门来进行流量调节，当日天然气输送任务完成之后，根据次日天然气分配量进行气量平均计算。

3.4到量停输

对于可中断分输用户，宜采用到量停输法实现自动分输控制。该设计模块在PLC系统中需要设置两个参数分别为：已输百分比和停输百分比。已输百分比是当日输气量与指定输气量的计算结果;停输百分比在操作员工站上进行设置，当完成输气量到达日指定量的95%（可设置）时发出高报警，达到日指定量的100%时，发出日指定量完成报警，确定是否停输。

4自动分输技术的应用测试

在我国西气东输公司所属管道运输过程中，利用了无人化自动分输技术有效提高了其工作效率。在实际应用过程中对自动分输技术的切换能力、故障切换能力和故障响应能力进行了测试。测试结果显示利用自动化分输技术能够有效提高油气长输管道的应用效果，并且在进行试运行期间，不会出现分输中断、分输数值错误等问题。能够有效实现对下游用户实际需求的精度控制，自动化分输系统的应用可以改善分输目标及分输效果。

5结束语

综上所述，自动分输控制技术对天然气输气站来说是一种非常关键系统，通过对自动分输控制技术的设计和配置技术研究，能够有效解决长输管道在实际运行过程中的压力控制问题。确保用户能够更加安全的使用油气资源，为下游管道用户提供安全保障，确保天然气在运输过程中能够实现安全性和稳定性，因此研究自动分数控制系统对提高我国油气资源的运输有着非常重要的意义。

参考文献：

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