能耗分析评价技术<sup>[]<⼀sup>

2025-01-22 13:41:21

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回答1：

油气长输管道能耗统计分析软件，应结合国内管道运营、管理的实际需求，具有管道调控业务急需的各种能耗指标的计算、能耗分析、生成报表、支持查询等基本功能。

根据油气管道现场运行的实际情况，采集不同的能耗数据，其中，油气管道站场主要能耗数据（天然气管道压气站和储气库的燃驱机组耗气量、电驱机组耗电量；原油管道泵站、加热站的泵机组耗电量、加热系统耗油量、耗气量；成品油管道泵站泵机组耗电量等）通过SCADA系统采集到控制中心；而辅助能耗数据（生活和生产辅助系统的耗气、耗油和耗电量，分输站、阀室的耗气、耗电量，以及各级管理机关的耗能量；管道施工及维抢修的放空量、站场日常放空量、站场蒸汽用量、拔头装置耗油量等）仍通过电子报表管理系统以数据填报的方式采集到控制中心。此外，还需要采集管道的基本参数以及工艺运行参数来监控管道的运行以及计算各种能耗指标，例如管道的里程、管径、壁厚、泵（加热炉、压缩机）站的进出站压力和进出站温度、泵（加热炉、压缩机）的进出口压力和进出口温度、管道输量、各站场分输量等。泵站进站压力与泵进口压力的差值可以用来监控站内摩阻随时间的变化情况，而泵出口压力和泵站出站压力的差值可以用来监控泵站节流量的大小。全面地采集真实的能耗数据，可以为管道能耗的分析与评价奠定基础，从而达到控制、降低运营成本的目的。

以上所有基础数据要用数据库进行统一管理，数据库应具备数据组合及添加、删除、更改功能。例如所有已建管道的基础数据都要固化在数据库中，但数据库应具有开放式系统的特点，能够根据管线、站场及机构的变化，随时添加、删除和更改数据。数据库还应该具有有效性检查的功能，根据设定的合理的数据取值范围，剔除明显不合理的数据。能对下级单位上报的报表数据进行初步审核，若经审核发现问题，则以审核未通过的形式回复（此时报表可以取回修改）；否则回复通过，此时各级报表不能再取回进行改动。

设计一套能够全面反映能耗水平，并便于进行分析的能耗指标参数体系，以生产单耗、电单耗、气单耗、油单耗、耗气输量比、耗油输量比、耗能输量比构成的基本参数体系为基础。设计、增加更有利于能效分析的新指标，例如更能直观体现能源效率的站场、管道及管网的能源效率、电能利用率、热能利用率、能源转化率等指标。

能够根据SCADA系统自动采集数据和MIS填报的数据自动计算各能耗指标的值。例如计算不同管段管线和输油气站、分公司的周转量，油、电、气、生产综合、企业综合单耗等能耗指标；计算站内主要耗能设备的运行效率；计算站场及管道能源综合利用效率；计算站节流量和节流损失等。

提出一套可操作性强的油气管网能效分析、评价及节能潜力分析方法。应用能效分析方法，可对能耗变化原因、耗能敏感性参数和影响度做定性和定量的分析解释；应用评价方法，可针对具体油气管道，给出定性和部分定量针对能耗水平的客观评价；应用节能潜力分析方法，可针对具体油气管道，指出其节能潜力所在、潜力定量评估和具体挖潜方法。

能耗统计分析系统由系统硬件（统计分析服务器、历史服务器和操作员工作站等）、软件组成。控制中心的能耗数据统计分析系统具备与SCADA系统和MIS系统的通信功能，其中，SCADA系统需设置前置服务器，为能耗数据统计分析系统和在线仿真等其他高级应用系统提供实时数据；MIS系统需设置数据接口，为能耗数据统计分析系统提供辅助能耗数据。能耗统计分析系统构成见图5-1。其中SCADA系统前置服务器和PPS系统数据接口由其他项目考虑，不在本项目范围内。

图表输出功能主要有：

（1）指标纵向对比

能够以设备、站、线、分公司及调度中心为单位进行不同要求的查询，并能进行指标的纵向比较（同比和环比），绘制不同情况下的对比图表。

例如查询某分公司、某管线、某站、某台设备在某时或任意时间段的设备运行时间、各种能源消耗总量、输量、周转量、不同能源实物单耗和综合能耗及效率的历史趋势曲线等。

分别以站、线为单位查询运行参数（进站温度、出站温度、站温升等，进出站压力、节流损失等），并能作出其随时间变化的曲线。

（2）根据需求自动生成报表

能够生成控制中心所需要的各种形式的报表，例如输油管道主要设备的能源消耗统计日报表、周报表、月报表及年度报表；输气管道主要设备能源消耗统计日报表、周报表、月报表及年度报表。

下面简要介绍国内外能效分析软件应用现状（图11-1、图11-2）及发展趋势。目前国内仅有部分油气管道开始尝试利用SPS、ESI等软件的工况模拟功能分析、计算管道能耗。由于仿真起步较晚，模型精度不高，缺少配套分析软件，搭建的仿真系统还远不能达到准确计算、合理分析管道能耗的水平，不足以直观全面地反映复杂管网的能耗水平，不便于开展进一步技术分析与指导节能挖潜工作。

图11-1 加压站能效分析示意图

图11-2 管网能效分析示意图

欧美等发达国家已经成功地实现了管道运行能效分析的系统化与自动化，形成了多种能效分析软件，这些软件不但具有开放的数据接口，可以高效准确地采集历史数据，而且嵌入了专家分析系统，把分析方法、分析经验融入软件，进一步提高了软件的可靠性和实用性。

国际上较大的油气管道公司已经利用先进的分析系统，实现了高效、直观地剖析能源消耗特性，科学分析节能潜力，准确预测能耗变化趋势。管道运行能效分析软件为挖掘节能潜力可提供有力的技术支持。

当前，国际上主流油气管道能效分析商品软件有ESI公司的优化器软件、GREEG公司的Flowdesk软件和Adventica软件。此外，某些油气管道公司自行开发了运行能耗分析软件，如英国煤气公司（British Gas）的OTTO软件。

近年来，国外在油气管道运行能效分析技术方面的发展趋势是，改进软件的自学习功能，朝人工智能方向发展；神经网络、基因型等数理方法的复合化；增加地理信息及其他应用软件的交互接口，提高可视化功能，使软件更具有易操作性；研究水力、热力过渡过程的能效分析技术。

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