浅析天然气长输管道的调度运行管理

0 前言

随着我国能源结构的不断优化与双碳战略的稳步推进，天然气作为一种清洁且高效的优质能源，其在国民经济发展中的地位日益重要，天然气长输管道作为连接气源地与消费市场的重要纽带，不仅承担着资源配置的战略任务，更在保障能源安全和促进区域协调发展中发挥着不可替代的作用[1]。目前，伴随着天然气消费需求的持续增长与跨区域输送网络的不断扩展，长输管道的运行规模不断扩大和结构日趋复杂，调度管理的难度逐渐提升。调度运行管理作为天然气长输管道系统运行的中枢神经，对保障管网安全稳定运行和提升输送效率十分重要。本文将从多个角度出发，开展天然气长输管道调度运行管理研究，为推动管道调度系统朝着精细化与智能化方向发展奠定基础。

1 天然气长输管道特点及企业调度运行要求

（1）天然气长输管道特点

天然气长输管道是连接气源地与用气区域的关键基础设施，具有独特的技术特点和运行特性，长输管道通常采用高强度钢材制造，壁厚根据设计压力确定，确保在高压运行条件下的安全可靠。天然气长输管道系统由管道本体和调控中心等组成，沿线设置有压缩站，通过大功率压缩机组补充能量，维持管道输送能力，压缩站同时配备燃气处理设备，确保输送气体的质量符合标准。从工程特点看，长输管道建设涉及复杂的地形地貌适应性，管道敷设需穿越山岭和冻土等特殊地段，对施工技术提出极高要求，在环境保护方面，现代长输管道建设注重生态恢复和环境治理，最大限度减少对自然环境的影响[2]。在运行特性方面，天然气长输管道呈现出明显的季节性波动特点，冬季供暖期间，用气量显著增加，管道负荷接近设计极限，而夏季用气量则相对较低，这种季节性波动要求管道系统具备足够的调峰能力，通常配套建设地下储气库等调峰设施。从安全角度看，长输管道面临第三方破坏和自然灾害等多种风险，现代管道系统普遍采用智能巡检技术和泄漏检测技术等保障安全，管道完整性管理已成为长输管道安全管理的核心理念，贯穿管道全生命周期。

（2）企业调度运行要求

安全稳定运行是第一要务，企业要求管道系统全天候保持安全参数在合理范围内，压力和温度等关键指标必须严格控制在设计限值内，同时建立完备的应急响应机制，确保在极端情况下能够及时有效处理各类突发事件。供气可靠性是企业的刚性需求，管道调度必须保证气源稳定输入和用户持续供应，合同气量按时按量到达，特别是在季节性用气高峰期，调度系统需精准预测负荷变化，合理安排气源调配和压缩机组运行方案。经济性是企业对管道调度的核心诉求之一，通过优化压缩机组运行方式和合理分配流量等手段，最大限度降低能耗和运行成本[3]。企业要求调度系统能够实时计算最优运行方案，在保证安全供气的前提下实现能耗最小化，这需要依靠先进的管网模拟和优化软件来实现，要求调度人员具备专业的技术水平和丰富的运行经验。

2 天然气长输管道的调度运行管理措施研究

（1）资源管理措施

设备资源管理是保障管道输送能力的基础，先进的企业普遍采用设备健康状态评估系统，对关键设备如压缩机组和阀门等实施基于状态的维护策略，通过实时监测振动和压力等参数，精准判断设备状态，优化检修周期，避免计划外停机。同时，建立压缩机组轮转运行机制，根据管网负荷变化动态调整机组开停方案，实现能耗最优化管理，降低燃气消耗成本。线路资源管理方面，调度中心通过管道输送能力评估模型，结合管道完整性管理数据，确定各段管道的安全输送能力上限，合理分配输送流量。在管网互联互通区域，实施跨管道和跨公司的资源协同调配，通过气源互保和能力互济等措施，提高系统整体利用效率。特别是在冬季供暖高峰期，通过管存调节和分时输送等技术手段，充分挖掘管网潜力。

（2）调度控制管理

在实时监控方面，调度中心依托先进的 SCADA 系统实施全天候监测，采集管道压力和组分等关键参数，结合高精度的液位计和色谱分析仪，实现对管道运行状态的全面感知。特别是通过管道模拟器建立动态数学模型，进行实时态势分析和预测计算，提前识别潜在异常和瓶颈问题。对重点区段和关键设备，设置多重报警阈值和梯级预警机制，确保问题早发现和早处置。在调控策略方面，管道企业采用精细化的压力梯度控制方法，通过调整压缩机组负荷分配和阀门开度，维持最优管道压力分布，降低能耗同时保障输送能力。对于复杂管网系统，实施基于模型预测控制的高级过程控制策略，预测未来一段时间的系统行为，提前做出控制调整，有效应对扰动因素。同时还建立气质控制机制，通过实时监测和适时调整，确保管输气体符合下游用户需求规格。在应急调控方面，构建完备的梯级应急响应机制，针对不同类型和级别的异常情况，制定标准化处置流程和调控方案。对于重大突发事件，启动应急指挥系统，实施统一调度指挥，同时，定期开展管网安全评估和隐患排查，对高风险区段和设备实施强化监控和预防性维护，从源头减少故障发生概率。

（3）保证运输安全

安全隐患排查是保障运输安全的关键环节，调度中心通过管道完整性管理系统，综合分析内检测数据和外部环境变化，对管道薄弱环节进行风险评估和等级分类，形成差异化管控策略。对高风险段落，实施强化监测和临时降压运行，直至缺陷修复完成。特别是对第三方施工活动引起的潜在风险，建立完善的管道周边工程监控预警系统，通过电子围栏和人工巡检相结合，及时发现并制止未经许可的挖掘活动。天然气特性管控是安全运输的特殊要求，调度中心严格监控入口气质指标，特别是水露点和硫含量等关键参数，确保符合输送标准。针对不同季节温度变化，动态调整管道水合物抑制剂注入量，防止水合物堵塞。

3 结论

综上所述，天然气长输管道运行受地理环境和设备工况等多重因素影响，调度人员需要实时掌握各节点运行状态，合理分配气量和调整压力，随着调度对象的多元化和运行工况的不确定性增加，传统经验型调度方式已难以适应现代管网运行管理的需要。因此，未来需要从资源管理、调度控制以及保障安全等角度出发，采取合理的调度运行措施，为提升调度决策的科学性和应变能力奠定基础。

参考文献

[1]陈晶.关于天然气长输管道的调度运行管理的若干思考[J].中国科技投资,2021,(25):40-42.

[2] 黄 海 . 天 然 气 长 输 管 道 的 调 度 运 行 管 理 探 讨 [J]. 清 洗 世界,2021,37(04):86-87.

[3] 徐迁. 天然气长输管道的调度运行管理分析[J]. 当代化工研究,2020,(19):22-23.