SPS 管道仿真系统介绍
SPS在输油管道压力自动控制系统的应用

SPS在输油管道压力自动控制系统的应用李欣泽;晏伟;刘建武【摘要】为研究输油管道压力自动控制系统中两种调节方式(节流调节、变速调节)的应用效果,结合肯尼亚1号线成品油管道,选用SPS软件,分别对出站控制阀节流调节和离心泵转速调节进行了模拟.得出结论:该管道在设计输量下,采用转速作为调节方式较节流调节更经济.通过对比两种调节方式下泵输出参数,分析出调速节能的原理在于提高了泵机组的能量利用率,使电机输出功率与泵扬程满足工况的要求即可,出站控制阈全开,避免了节流损失.【期刊名称】《管道技术与设备》【年(卷),期】2013(000)005【总页数】3页(P14-16)【关键词】输油管道;压力自动控制系统;调节阀;变速泵;SPS仿真软件;节能【作者】李欣泽;晏伟;刘建武【作者单位】胜利油田胜利勘察设计研究院,山东东营257026;胜利油田胜利勘察设计研究院,山东东营257026;胜利油田胜利勘察设计研究院,山东东营257026【正文语种】中文【中图分类】TE8压力自动控制系统用来控制输油泵的进泵压力高于泵允许的最低吸入压力,并保证出口压力在设定的范围内。
压力自动控制系统的参数调节可采用多种形式,如节流调节、泵转速调节及回流调节等,其中前两种较常用[1]。
SPS管道仿真软件能够对输油管道的节流调节和泵转速调节进行模拟仿真,但由于控制系统的模拟涉及多个学科,不仅需要具备管输工艺的知识,还需要了解计算机、自动化等方面的知识,国内在该领域的应用较少[2]。
SPS(Stoner Pipeline Simulator)是一款应用在单相流长输管道上的软件,自开发以来,经过不断的实践、修正,达到了较完善的阶段[3]。
SPS分为气体和液体2个模块,它既可以对管道系统的水力、热力工况进行仿真,又可以对管道系统的调节过程及结果进行仿真,是一款瞬态流体仿真应用软件。
兰成渝成品油管道、兰郑长成品油管道、西部原油管道等多条输油管道工艺计算均采用了SPS.文中结合肯尼亚1号线重建工程,对SPS离线仿真软件在出站控制阀节流调节和离心泵转速调节的应用情况进行研究。
基于仿真软件SPS的凝析油管道运行优化分析

第51卷第8期 辽 宁 化 工 Vol.51,No. 8 2022年8月 Liaoning Chemical Industry August,2022收稿日期: 2021-11-22基于仿真软件SPS 的凝析油管道运行优化分析左江伟,李汉成,郑锐,许红明,田一波,徐思莹,杨子航(中国石油塔里木油田分公司油气运销部,新疆 库尔勒 841000)摘 要: 对于高黏高含蜡凝析油的输送,采用加热输送方式能有效降低输送摩阻,避免管道因析蜡严重而造成凝管停输,而合理地设置凝析油出站温度,确保油品全线温度始终高于析蜡点,能极大降低天然气用量,对于管线平稳安全运行具有重要意义。
以英买凝析油和英牙凝析油管线为研究对象,基于SPS 仿真软件模拟了凝析油在不同地温和进站温度在析蜡点的出站温度,并根据现场天然气能耗结果进行了分析。
结果表明:在夏季运行时,管道全线最少可节约用气2万m 3,冬季运行时可节约天然气8万m 3,这对于热油管线的优化运行提供了一定参考。
关 键 词:凝析油;管道;天然气;SPS;析蜡点;能耗中图分类号:TE832 文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2022)08-1111-04含蜡凝析油在管道长距离输送过程中蜡晶分子的析出及蜡沉积层的逐步形成,会造成管道输送能力下降和运行成本增加[1-2],严重时在清管作业时会引发凝管现象,造成管道清管器卡阻及蜡堵事故,而采用加热输送能有效缓解这一情况。
另一方面,当中间加热站油品出站温度设置较高时,势必造成大量天然气的浪费。
因此,平衡凝析油出站温度和管线清管周期是含蜡凝析油管道输送过程中必须面对的问题[3-5]。
目前,塔里木油田应对高含蜡凝析油蜡沉积问题的解决方法主要有添加化学防蜡剂、提高含蜡凝析油出站温度以、管线设置保护层、长输管线设置加热站、定期清管等。
而对于凝析油出站温度设置问题,一般采用稳态热力计算苏霍夫公式进行调整[6-7]。
美国Stoner 公司开发的SPS 软件能够实现长输管道的离线实时模拟计算,在液体管网的稳态和瞬态计算方面具有应用广、精度高的特点。
应用SPS软件模拟输油管道预热投产过程

应用SPS软件模拟输油管道预热投产过程杜艳平;来海雷【摘要】对于大多数输送易凝高黏原油的长距离管道,常采用热水预热的启动方式,即在投油前先输送一定量的热水,建立一定的温度场,使投油后的终点油温高于原油的凝固点3~5℃。
使用GL公司的Stoner Pipeline Simulation软件对某管道的预热投产过程进行模拟,计算出不同时刻下的水力和热力情况。
从水力计算及热力计算模拟图中可以看出:在两个站之间,原油温度不断下降,密度不断降低,原油的最低温度保持在30℃以上,满足热力要求;从压力曲线可以看出,首站的泵为预热投产提供了能量,满足水力要求。
某管道预热用水量为306 m3,比传统的预热方式节约了大量水源及含油污水处理的成本。
【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2014(000)008【总页数】2页(P32-32,33)【关键词】输油管道;预热投产;SPS软件;温度【作者】杜艳平;来海雷【作者单位】大庆油田设计院;大庆油田设计院【正文语种】中文对于新建埋地热油管道,管道周围土壤温度场为自然温度场,温度一般比较低。
高黏易凝原油如果直接投入冷管中,由于沿线温降太快,会导致沿程摩阻急剧升高而被迫停输,甚至导致凝管的严重事故。
为了避免这种情况的发生,在实际生产中,对于绝大多数长输埋地热油管道启动通常都采取一定的措施[1]。
目前,热油管道的启动方法主要有三种,即冷管直接启动、预热启动和加稀释剂或降凝剂启动[2]。
对于大多数输送易凝高黏原油的长距离管道,常采用热水预热的启动方式,即在投油前先输送一定量的热水,建立一定的温度场,使投油后的终点油温高于原油的凝固点3~5℃。
使用GL公司的Stoner Pipeline Simulation(以下简称SPS)软件对某管道的预热投产过程进行模拟,计算出不同时刻下的水力和热力情况。
1 管道工程概况某原油管道全长86 km,输油站场外输主要设备配置见表1。
表1 输油站场外输主要设备配置名称及规格首站1 000m3储油罐2 000m3储油罐外输油泵Q=85m3/h,H=450m 1.5MW真空相变外输炉加热炉中间加热站1.5MW双盘管相变加热炉末站1×104 m3浮顶储油罐单位数量备注座座台台台座2 2 2 2 2 2运1备1(配变频1托2)运1备1该管道设计输量80×104 t/a,设计压力6.1MPa,设计管径Ø219.1mm×5.6mm,管线终点压力要求≥0.3MPa。
TLNET和SPS在输油管道仿真中的应用

普通泵在不知道泵细节 时, 使 用最广泛 , 不需要建立 泵 的 特性 曲 线 , 也不用最小和最大速度去约束 , 只 需
要 输入 绝热 系数 和机 械 负荷 系数 , 再 确 定合 理 的设 计 极 限不 被 超 过 即可 。离 心 泵 和往 复 泵 则 需 要 用 压 头 曲线 和效率 曲线 去建 立泵 的特性 曲线 ( C P I D) 。
2 . 2 管 道模 型 对 于摩 阻 系数 , T L N E T采 用 C o l e b r o o k , 而 S P S采
用了 C o l e b r o o k 、 N i k u r a d s 、 Mo o d y 、 B a c k . c a l c u l a t e 4种 方
2 01 4正
设 备 管 道 技 术 5
Pi pe l i n e Te c h n i q u e a n d Eq u i p me n t
2 0 I 1 4 No .1
第 1 期
T L N E T和 S P S在 输 油 管 道 仿 真 中 的应 用
软件分别进行 了稳 态模拟和动 态模拟。结果表 明: T L N E T和 S P S 稳 态等温计算和动 态计 算的结果差别
很小, 但 在稳 态换 热计 算存在 一 定差异 。建议 在 管道规 划 、 方案 比选 等前 期 阶段 采 用 T L N E T ; 而在 管 道 设计 、 生产运 行等后 期 阶段 采用 S P S .
S P S提 供 S C L 、 S C L P R O P、 B WR S和 T A B L E 4种
T L N E T将泵 分 为普 通 泵 ( G e n e r i c P u mp ) 、 离 心 泵 ( C e n t r i f u g a l P u m p ) 和 往 复泵 ( R e c i p r o c a t i n g P u mp ) 。
[油气储运网]SPS管道动态分析软件
![[油气储运网]SPS管道动态分析软件](https://img.taocdn.com/s3/m/bd66a46e28ea81c759f57898.png)
内开展工程咨询、服务、方案提供、客户支持的公司。 它开发的SPS软件在油气管道动态分析领域有着十分广 泛的应用。
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第一部分 SPS软件简介
二、SPS的使用范围 1)热油管道模拟 2)非牛顿流体管道模拟 2)成品油管道顺序输送模拟 3)天然气管道模拟 4)PID控制模拟
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第四部分 SPS的使用方法
将前面文件以扩展名intran保存,即完成 了intran文件的创建。需要注意的是:intran文 件应该同inprep文件放在同一个文件夹中。
此时输入工作已经完成,下面即可开始计 算。
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第四部分 SPS的使用方法
4、计算 启动SPS主要有两种方式: 第一种方式:采用原来的启动方式,如下
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第四部分 SPS的使用方法
7、计算数据导出 要导出计算数据,在SPS9.5版中需要创建INGRAF文
件。在文本文件中添加: REPORT REP1,START=0,STOP=50,DT=1,TITLE="EX18",UNITS=MI NUTES/*,OUT.FILE=EX18 TREND P1:P+ , UNITS=PSIG, ON.REPORT=REP1 TREND P1:P- , UNITS=PSIG, ON.REPORT=REP1 TREND EOUT:NQ , UNITS=PSIG, ON.REPORT=REP1
对于管段,采用划分网格的方法将管段划 分成多个网格。将管段流动方程应用到每个网 格,再统一求解便可得到整个管网的工艺参数 变化情况。
SPS 管道仿真系统介绍

SPS管道仿真系统介绍Stoner Pipeline Simulator (SPS)是德国GL集团公司的管道仿真系统。
SPS是世界领先的单相流动态模拟软件,能够实现长输管道的离/在线瞬态模拟计算、泄漏检测、批次管理(批次跟踪、界面检测)等,可用来辅助解决管道的运行技术问题,包括瞬态水力、热力分析、控制系统设计及管道运行控制等,可模拟各类管道元件如机泵阀、控制元件、热力元件及各种仪表检测元件。
SPS高级瞬态模拟仿真软件功能特点包括:模拟范围:管道配置不限;单相流,批次输送或混合输送管道(非多相流);可模拟液柱分离及气化;交互式或批文件模拟;图形人机建模界面;多种初始工况供选择。
一、SPS的特点和功能单一或混合的多种介质:能够模拟单一的流体介质,单相的多种混合流体介质。
体积,热值,组分跟踪以及进行成品油界面跟踪:能够对气体在管道内各点进行组分,热值等跟踪分析。
能够进行成品油不同油品间的界面跟踪。
热力模型:能够模拟等温模型,绝热模型和温变模型。
理论模拟:能够在现场设备和模拟设备建立相应的连接,以达到与现场相一致。
线,转动设备,截断不同类型的管道设备运用,例如管标准的管道设备:阀和止回阀,感应器,流量计,PID 控制和控制阀等。
单位的处理:拥有公制和英制两种单位,另外可以自己定义单位。
重新启动的能力:能够在给定的状态下,重新模拟运行,并且接受不同的控制方法,不用做重复的工作。
数据输入捷径:使用一些缺省的字符串和命令,达到简单操作的目的。
强大的逻辑控制语言:在INTRAN文件中使用特殊的语言来做为逻辑控制。
这种语言有很好的弹性可以用来模拟RTU逻辑或现场的硬件控制。
二、SPS仿真软件-模块架构三、SPS典型应用:管道启/停输程序分析;运行稳定性分析;泵机组运行计划分析;各种运行方案的经济研究;批次跟踪研究;水击泄放系统优化和控制;连锁控制系统逻辑设计;运行预测管理;事故隐患分析及应对策略评估;培训管道操作人员;预测管道泄漏对环境的影响;研究批次、部分分输或油品掺混效果;管道系统的温升研究;管道破裂事故研究。
管道仿真-SPS简介
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管道仿真系统模拟仿真可以通过管道基础数据建立该管道的数字模型,利用数字模型可以进行管道各种水力模拟仿真,掌握管道运行的水力规律,通过第三方界面组态软件跟数字模型的实时数据交互,可以建立操作员培训系统,实现对员工的操作培训及考核。
SPS水力仿真软件涉及油、气、水等领域,在管道仿真软件的研发和应用方面是全球公认的领跑者,已具有近40年的仿真工程经验,在中国乃至世界范围内,SPS仿真软件已近乎成为水力仿真领域的行业标准。
在世界各地的许多工程建设公司和管道运营公司,SPS仿真系统已得到了广泛应用,在60多个国家中拥有近700个用户。
SPS仿真软件家族主要由以下5个模块组成:离线仿真器Simulator、培训器Trainer、预测器Predictor、在线仿真模块Statefinder和泄漏检测模块Leakfinder,其中,Statefinder、Leakfinder和Predictor是SPS软件的在线产品,其运行需要SCADA系统实时数据的支持。
各个软件模块的相互关系详见下图:1. SimulatorSimulator(仿真器)是一种先进的瞬态流体仿真应用程序,用于模拟管道中天然气或(批量)液体的动态流动。
仿真器可以模拟任何在役的或规划设计中的管道,可对正常或非正常条件下,诸如管路破裂、设备故障或其它异常工况,以及各种不同控制策略的结果作出预测。
仿真器模拟设备运行状态,计算管道中的流量、压力、密度及温度等工艺参数,并随仿真计算的进程,在屏幕上相对于时间或距离以报表或图形的方式交互显示设备和管路参数。
仿真的结果可用于打印和绘图。
2. TrainerTrainer建立在SPS高保真水力学仿真精确性的基础上,为管道调度人员提供了一个完全模拟SCADA系统操作的环境。
它是一套离线系统,就如同飞行员培训系统一样,Trainer提供了完全仿真的SCADA环境。
它可以真实地模拟管道中流体的动态工况和管道中设备的运行,操作员会感觉如同在操作真正的管道。
SPS仿真系统在上海天然气管网中的应用
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【 关键词 】P s 仿真 系 统 天然气管网 应用
1概 述
上海 天 然气 主干 管 网承担 了整 个上 海市 天然气供应任务 ,保证 主干网安全 、可靠 、平 稳供 气对 上 海的 经济 建设 具有极 其 重要 的意
义。
随 着上 海天 然气 供 应规 模不 断扩 大 、供 应气源不断增 多,建 立动态管网仿真模型可 以 提高天然气主干 网运行安全 和效率 。 S P S仿真软件 主要包括管道的实时在线仿 真 ( S t a t e i f n d e r )、泄 漏检 测 ( L e a k i f n d e r )、 实时状态预测 ( P r e d i c t o r )、培 训器 ( T r a i n e r ) 和离 线仿真 ( S i mu l a t o r )5个模 块 。通 过各个 模块的交叉应用 、针对具 体工程 的二次开发 以 及S CA DA系统 实时数据的支持 等 ,能够实现 管道运行实时动态 的模 拟、实时运泄漏检测 、 管道未 来运行状 态 的预 测 、S C A D A系统 模拟 运行培训 以及管道 离线仿 真、管道设计 、管道 运行能力的估算等功能 。 S P S仿 真软件 3 O多年 的成功经验 , 在世 界上有众多的成功业绩 。在 国内 已经在多个石 油天然气管 等项 目上使用 。S P S拥有精确模拟 管道 设备 中 流体水 力学 和控 制系 统性 能 的手 段 ,它所提供的仿真精度 是任何 其它软件所不
和离线仿 真 ( S i mu l a t o r )5 个 模 块。 其 中 出管道未 来的运 行工况 ,它与实时数 据并行运 S t a t e i f n d e r 、L e a k i f n d e r和 P r e d i c t o r是 S P S模 行 ,但 时间轴是用 户设置 的未来时间。同样 预 块 中的在线产 品,在 S C A D A系统实时数据 的 测软件 也可 以在预 测中设置报警 ,以提醒使用 C A DA 系统在未来可能要产生的报警 支持 下, 能够实时动态的模拟管道 的运行状态 者 S L e a k i f n d e r 可 以在管道 实时运行 中进行 泄漏检 条件 预测 可 以让 用 户设置 一 些假设 的条 测 ;而 P r e d i c t o r 则可 以对 动 态管 道 的未 来运 件 ,并利用当前管道的运行数据预测 当所设条 行 状态 进 行预 测 ;T r a i n e r 用 于培 训 管道 系统 件 发生时管道的运行 。例如可 以设置断流或断 操作 人员 ,它可 以模 拟真实的 S C A D A 系统运 气、管道 中某点泄漏、某阀 门关断等等 。通过 行状态 ,使 操作员在模拟的环境下学 习如何操 预 测计算我们可以看到故障发生后管道的运行 作 管理 管 道系 统 ;S i mu l a t o r 是其 它 四个 模块 状 态、存活时间 ,使用者可 以根据预测结果制 的基础 ,用于 管道 离线仿真、管道设计 、管道 定相 应的抢 修预 案。 运行 能力 的估 算等。 2 . 4 离线仿 真 ( S i m u l a t o r ) 2 . 1实时在 线仿真 ( S t a t e f i n d e r ) 离 线分析 是管 道某 一 时间点 静态 平衡 下 S t a t e i f n d e r 通过 O P C接 口将 S C A D A 系统 的分析计算 。使用者可 以将某一点的数据输入 数据 实时地输入仿 真系统 ,并根据 S C A D A 数 仿真系统 ,计算管道在该 时间点 的管存 、各点 据动态 的模 拟管道运行工况 ,与实 际管道 并行 压 力 、流量数据等 。用户需要增大或减少流量 时 ,也可 以通过离线计算查看更 改是否 合理 , 运行 ,计算管道 中各点的压力 、流量 、浓度 、 管道储气量等其他参 数,实现实时在线仿真。 会不会超出管道的负荷能力。 在 管道运 行过 程 中用户 流量 的变 化会导 2 . 2 泄 漏检 测 ( L e a k f i n d e r ) 致管道压力变化 。使用者可 以利用离 线系统计 算 当管道负荷 已经很大 的情况下是否还允许用 L e a k i f n d e r 在模 型和数 据精确 的基 础上 能 户加大用量 ,或者为保证某些重要用户 的使用 够准确地监 测管道运 行并检测流体泄漏。 可 以适当减少周围哪些用户的使用。 与其 它数 据配 合 ,瞬 态仿 真 系统使 用压 力和 流量 的测量值 ,通过推算流人流 出的质量 2 . 5建立仿真 系统 损 失来探测泄漏。在稳态下有其它更有 效可靠 S P S仿 真软 件 拥有 的 强大 的二 次开 发 能 的方法 , 泄 漏的探 测和 定位是 很 简单 的。每 英 里摩 察压 力差随流速的平方增加 ,泄漏 的流 力 ,确保用户能够根据具 体工程条件 以及功能 量加上 管线中的流量改变 了压力梯度 ,足 以被 要求 ,建立实用的仿真系统。 S P S仿 真软件提 供 的 ADL开发环 境使得 探测 到。 在 真实管 线 中出现 泄漏时 ,S C AD A报告 在不改变基本的核心仿真软件 的前提 下,设置 的压力 和流量 与泄漏处的流 出量相一致 ( 在其 仿真逻辑 ,或者控制仿真过程 。使用者 可以根 本身 的不确 定性 范围内)。在实 时状态预估 中, 据需要开发 自己的应用程序 、可选择多种数学 泄漏 点没有 流出量 ,达 到同调 整过 的 S C AD A 函数、选择不同热力学模型 ,以满足仿真过程 数 据相 应 的水力 学可 能 的状 态预估 的 唯一方 中的各种需要 ;可 以按照现场实 际情况提前定 法, 是在这些诊断流处允许流体离开仿真系统 , 义 阀 门、压缩机 、泵等设备在指定情况下的开 从 而留下 “ 纸迹 ”用来作详 细分析。 启和 停止 。S P S还 可模 拟在某 些危 险情 况 下 , L e a k i f n d e r由 S P S在 线 仿 真 ( S t  ̄ e i f n d e r ) 自动开启某些阀 门或停止某些设备等工 况。定 和 泄露分析 器 ( L e a k a n a l y z e r ) 组 成 ,建 立 了 义的变量可 以表示为仿真数据 的函数 ,它们 的 及 时 准确 地 泄 漏 检 测 系 统 。S t a t e l f n d e r 使 用 值 可用于报告、结果显示 、或传递给第三方 的 S C AD A 系 统 实时 数 据 跟 踪模 拟 管 道 动 态运 应用或系统 。S P S的仿 真模拟曲线会立 即反映 行 状 态 ,当 S CAD A实 时数 据 出 现异 常 时, 出因某个参数变化后系统压力 、流量等参数 的 S t a t e i f n d e r 将 会告 知 L e a k a n a l y z e r ,它 是 泄漏 变化趋势。 检 测的数 据基础 。L e a k a n a l y z e r 详细检 查这 些 S P S 仿真系统在上海天然气管网 中实现 异 常数 据 ,并分 析是 否为 流 体泄 漏。如 果泄 3 的 主 要 功 能 露检测 系统 发现了一个泄漏点 ,它将立刻发 出 警 报并 显示 泄漏 地 点、泄 漏 时间 、泄 漏 速度 针对 上海 天然 气管 网的实 际情 况 以及所 和 泄漏 流体 总量 。��
流体计算的软件介绍(sps,tgnet)
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中国石油天然气管道工程有限公司
CHINA PETROLEUM PIPELINE ENGINEERING CORPORATION
SPS 可以分段导入数据,生成高程里程断面线, 压力、流量及温度等参数,更加贴近实际情况。
TGNET没有断面数据输入这项功能。通常通过将 某段管线拆分多段管线实现节点高程与对应里程 的输入。
P10
软件简介
中国石油天然气管道工程有限公司
CHINA PETROLEUM PIPELINE ENGINEERING CORPORATION
HYSYS软件的使用范围
菜单条
工具栏
常用于站内放空、排污、调压温降、加热功 率计算、流速计算、空冷器模拟
模型结构图
结果窗口
P11
软件名称 主要计算 内容 输气管道整体的水力、热力计算,包 站内工艺管道物料平衡和相平衡计算 括
更关注流体的温度、流量和 压力等的变化
更关注流体的组分、密度、粘 度、压缩因子等的变化
P3
ห้องสมุดไป่ตู้
软件简介
中国石油天然气管道工程有限公司
CHINA PETROLEUM PIPELINE ENGINEERING CORPORATION
P7
软件简介
中国石油天然气管道工程有限公司
CHINA PETROLEUM PIPELINE ENGINEERING CORPORATION
TGNET软件操作界面
菜单条
工具栏
用于压力管径对比、压气站布站、出站 温度比较、压缩机驱动方式比较、调峰 分析、残余时间计算
模型结构图
结果窗口
P8
软件简介 SPS、TGNET软件对比
Stoner Pipeline Simulator ( SPS )
SPS软件在城市管网供气管理中的应用的开题报告
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SPS软件在城市管网供气管理中的应用的开题报告
一、选题背景
随着城市化进程的加速和能源需求的不断增加,城市供气管网已不再是单纯的输配气管道,而是涉及到了各个方面的问题,如管道安全、管网运行管理、供气量调节等。
为了更好地管理城市供气管网,提高供气管理水平,SPS软件被引入城市管网供气管理中。
SPS软件主要具有以下特点:实时监测、自动控制、数据分析、系统集成等,能够有效地解决城市管网供气管理中的诸多问题,提高安全性和稳定性。
二、选题意义
城市供气管网的管理涉及到各类复杂问题,如供气系统稳定性、管道安全、供气量调节等,这些问题的存在直接影响着城市居民的生活质量和社会经济的发展。
SPS软件在城市供气管网管理中的应用能够有效地解决这些问题,提高了城市供气管网的管理水平和安全性,具有重大的现实意义和深远的发展前景。
三、研究内容和方法
本文主要研究SPS软件在城市供气管网管理中的应用。
具体研究内容包括:SPS软件的原理和特点、城市供气管网管理的现状和问题、SPS 软件在城市供气管网管理中的应用案例及效果评估等。
研究方法主要采用文献调研和实证研究相结合的方法,通过搜集和分析相关文献、调研城市供气管网的管理现状和问题、设计并实施相应的试验方案,最终对SPS软件在城市供气管网管理中的应用进行评价。
四、预期成果和意义
通过本研究,能够有效地探讨SPS软件在城市供气管网管理中的应用,对于提高城市供气管网的安全性和稳定性,优化供气过程、提高供气效率和质量等方面具有一定的指导意义。
预期成果包括:SPS软件在城
市供气管网管理中的应用案例及效果评估,提出SPS软件在城市供气管网管理中的优化方案,为相关部门提供技术支持和决策参考。
SPS仿真软件简介及国内外项目业绩(华东)
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SPS 仿真软件简介和国内外项目业绩一、SPS 仿真软件简介GL STONER SPS 水力仿真软件涉及油、气和自来水等领域,在管道仿真软件的研发和应用方面是全球公认的领跑者,已具有近40年的仿真工程经验,在中国乃至世界范围内,SPS 仿真软件已近乎成为水力仿真领域的行业标准。
在世界各地的许多工程建设公司和管道运营公司,SPS 仿真系统已得到了广泛的应用,在60多个国家中拥有近700个用户。
SPS 仿真软件模块家族SPS 仿真软件家族主要由以下5个模块组成:离线仿真器Simulator 、培训器Trainer 、预测器Predictor 、在线仿真模块Statefinder 和泄漏检测模块Leakfinder ,其中,Statefinder 、Leakfinder 和Predictor 是SPS 软件的在线产品,其运行需要SCADA 系统实时数据的支持。
各个软件模块的相互关系详见下图: SPS/Simulator SPS/TrainerSPS/Predictor SPS/Statefinder SPS/LeakfinderSPS软件的水力仿真计算功能如下图:SPS软件的典型功能应用见下图:上述5个软件模块的主要功能分述如下:SimulatorSimulator是整个SPS软件家族的内核和水力引擎,是其它四个软件模块的基础,它可用于管道离线仿真、管道设计、管道运行能力的估算等。
TrainerTrainer建立在SPS高保真水力学仿真精确性的基础上,为管网调度人员提供了一个完全模拟SCADA系统操作的环境。
它是一套离线的系统,就如同飞行员培训系统一样,Trainer提供了完全仿真的SCADA环境。
它可以真实地模拟管网气体的动态工况和管网中设备的运行,操作员会感觉如同在操作真正的管网。
操作员培训系统提供了一套开发工具,可以由用户自定义开发仿真培训系统的操作界面。
培训器可以模拟所有操作员所需要的日常操作:启停压缩机、改变任意点的压力和流量以及开、关阀等。
[油气储运网]SPS管道动态分析软件
![[油气储运网]SPS管道动态分析软件](https://img.taocdn.com/s3/m/4fddb6c428ea81c758f5786f.png)
第四部分 SPS的使用方法
第五部分 SPS的使用实例 第六部分 问题与建议
2015/11/10 19
第四部分 SPS的使用方法
一、概述
SPS的使用方法与常见的管道模拟软件相似。都是 按以下步骤进行的: 1)选择单位、流体类型、计算模型 2)建立管网的拓扑结构 3)输入参数 4)计算
+ BEGIN.TIME=0,
+ END.TIME=1440*14 INTERACTIVE MSWIN
MACRO(INIT,TRGE)
SET DTMAX=5 TRENDLIST * SHARE *
2015/11/10 30
第四部分 SPS的使用方法
将前面文件以扩展名intran保存,即完成 了intran文件的创建。需要注意的是:intran文 件应该同inprep文件放在同一个文件夹中。 此时输入工作已经完成,下面即可开始计 算。
将上述文件保存为INGRAF文件。在SPS中运行Grafr后,打开 生成的扩展名为outgrf的文件,即可得到导出的数据。 在即将发布的
SPS9.6版中,能用
SPS自带插件将 outgrf的文件绘制成 曲线。通过此插件能 通过鼠标取出曲线上 任意点的数值。
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内容纲要
第一部分 SPS软件简介 第二部分 SPS软件数学模型 第三部分 与TLNET、TGNET的比较
面)环境下建立和维护SPS模型文件的工具。利
用Model Builder的可视化图表和编辑对话框, 可以创建和维护INPREP文件。并可以和在文本
模式下创建的INPREP文件交互。
SPS与TGNET在天然气管网仿真中应用与认识

量输入模型中 。模型的约束条件为各用户的用气需
为比较两个软件计算结果 ,选取所有气源及用
求量 , 气 源 S1, S2, S4 的 气 量 和 S3 的 压 力 ( 418 户 A2, A5, A8, A9, A10, A11 和 A14 节点的压力计
M Pa) 。对于 SPS来说模型必须首先确定选用何种 算结果作对比 ,见表 3 (选择 BWRS和 Colebrook进
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
第 27卷第 1期
苏 欣 ,等 : SPS与 TGNET在天然气管网仿真中应用与认识
大管径 。很明显管网设计压力也需要按照动态模拟 结果进行确定 ,按静态结果确定的设计压力明显偏 小。
3
2. 2 认识 通过使用两个软件 ,发现二者有共同之处 ,也有
差别 : a. 从表 3可以看出两个软件计算的结果非常相
近 ,特别是动态模拟结果几乎没有差别 ,可见两者均 适用于天然气管网的动静态仿真模拟 。
b. 动静态模型的模拟速度有所差别 。 TGNET 的仿真模拟速度明显不如 SPS快 ,特别是动态模拟 。 该管网用 TGNET进行模拟耗时约 5 m in,而 SPS几 乎在几秒之内便得到稳定的结果 。因此 ,对于大型 复杂的管网建议使用 SPS软件进行仿真计算 。
1 相关基础资料
某天然气管网布局如图 1 (其中 1 ~19 表示管 段编号 , A1~A16表示用户编号 , S1~S4表示气源 , 其余数字表示气量 ,单位 ×104 m3 / h) ,管网相关参 数见表 1。
管网的设计压力为 613 M Pa,从管网布置示意 图可以看出该管网的类型是以多气源环状为主 ,部 分枝状的天然气管网 。由于气源多 ,用户多 ,天然气 在管道中的流向随工况而发生变化 ,因此 ,这样的管 网其水力计算如果手算或者自行编程计算都是相当
SPS介绍范文

SPS介绍范文SPS(Safety Programmable System),即安全可编程系统,是一种集安全功能和可编程逻辑功能于一体的自动控制系统。
它广泛应用于各种工业领域,如化工、石油、电力、冶金等,以确保生产过程的安全性和可靠性。
SPS系统由多个安全器件和传感器、控制元件、操作界面、执行元件等组成,通过输入信号感知和对生产过程进行监控,进而根据设定的逻辑和安全规则,对输出信号进行控制和执行。
SPS系统可以具备多种功能,如故障诊断、监控和报警、自动切换和控制等,能够对突发事故和异常情况进行快速响应和处理,最大程度地保障生产过程的安全运行。
SPS系统具有以下特点:1.高安全性:SPS系统采用了多重的安全保护措施,如硬件监测、安全通信、故障诊断等,能够在发生事故或异常情况时快速切换到安全状态,并向操作人员发出警报,最大限度地减少事故的发生。
2.可编程性:SPS系统具有强大的可编程能力,可以根据需要对控制逻辑进行灵活的配置和修改,便于实现不同的控制策略和功能需求。
同时,SPS系统还支持远程监控和控制,使得操作人员可以随时随地对生产过程进行监控和调整,提高了系统的灵活性和便捷性。
3.可扩展性:SPS系统可以根据实际需求进行扩展和升级,以适应不同规模和复杂度的生产环境。
无论是新增控制点、增加监测传感器还是改变控制策略,都可以通过简单的配置和连接完成,避免了传统系统频繁更换硬件的麻烦和成本。
4.高性能:SPS系统采用了高性能的处理器和通信模块,具有较高的运算速度和响应能力,能够实时处理大量的输入输出信号,并确保准确和稳定的控制执行。
通过优化算法和控制策略,SPS系统能够实现更高的生产效率和质量控制。
5.先进的人机界面:SPS系统提供了直观友好的人机界面,操作人员可以通过触摸屏、键盘或鼠标等方式进行操作和监控,同时系统还支持数据记录和分析功能,便于对生产过程进行追溯和分析,以提高生产效率和质量。
SPS系统的应用范围非常广泛,例如在化工行业中,SPS系统可以用于监控和控制各种反应过程,确保化学物质的安全性和稳定性;在电力行业中,SPS系统可以用于监测电网状态和电气设备的运行情况,及时发现和解决潜在的安全问题;在石油行业中,SPS系统可以用于监控和控制油井的开采过程,保障生产的安全和高效性等等。
pipesys简介
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主要功能 工程技术人员要想设计出优质的管线,要求软件必须有以下特点:操作可 靠、减少瓶颈及优化。PIPESYS 可以达到上述功能 可以模拟各种管网 单相流及多项流的严格计算 可以进行压力倒推计算 通过HYSYS 和PIPESYS 的结合,同用户可以研究管道的流量 及其它条件的变化对整个装置 及其它条件的变化对整个装置的影响 详细计算管道的压力和温度分布,管道可以是海上或陆地,地 形高度可以是简单或非常复杂 可以进行管线上的特殊,如计算清管球的段塞流长度等 预测冲蚀速度 对垂直流动得管线预测发生严重段塞流的可能性 可以进行敏感性计算,以确定某些参数对系统特性影响 对于现有管线可以研究油品的组成,管线的性能和环境对处理量 的影响
Aspen pipesys
软件简介
PIPESYS 在油田集输系统及长输管道工程中的应用 ASPEN公司的PIPESYS多相流管网模拟分析软件产品原是加拿大专业管道软件 公司,NEOTECHNOLOSY 公司和HYPROTECH 联合开发的软件是著名的管道软 件PIPEFLO 的换代产品。它将技术优异PIPEFLO 和功能强大的HYSYS 结合在一 起,使之成为当今功能最为强大管道软件。加拿大NEOFECHNOLOGY 公司成立 于1972 年,一直从事油气和管道专业方面技术研究,软件开发工作,其管道设计 软件在世界享有盛名。于2001 年归并到ASPEN 公司。
任何其它管道软件不具备的特点: PIPESYS 和HYSYS 的结合可以完成许特殊功能: 管网的核算 以往的管道软件只能进行管网计算不能对管网进行核算,即只能先定义各支路的 流量,然后人工调整管径,使汇合点压力相等。PIPESYS 配合使用HYSYS 中的 ADJUST调节器,当管网不变时总进料量一旦有变化,各支路流量会自调节而使会 合点压力相等。(图-1)所示的是当总进料由200Kmol/H 变为150Kmol 时各支路 流量的分布情况。 管道保温层厚度优化 对高温的热力管网,操作费用和保温层厚度之间存在着参数优化问题,即保 温层太厚,总投资加大,意味着操作费用(折旧)加大,而保温层厚度太薄,则 管道热损失加大,操作费用也会增加。(图-2)为实际流程。(图-3)为操作费用随 保温层变化的曲线,从图中可明显看出当保温层厚度为0.2452 毫米时,操作费 用最低。操作费用的经济模型放在(图-2)的电子表格中。
输气管道仿真软件SPS的应用与认识
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输气管道仿真软件SPS的应用与认识郑云萍;肖杰;孙啸;华红玲;房国庆【期刊名称】《天然气工业》【年(卷),期】2013(033)011【摘要】SPS(Stoner Pipeline Simulator)是目前国际公认较好的输气管道模拟计算、水力分析及调度运营软件,可对管道输送的单一流体、批次流体或单相混合流体进行模拟.为了更好地发挥SPS在管道运营中的指导作用,提高输气管道管理水平,以中石化川气东送管道为例,利用SPS仿真软件模拟了该输气管道在设计输气量为120×108 m3/a工况下的压力、温度、流量及压缩机运行参数,并分别从建模、有效性检验、调试、工况运行、仿真结果查看以及数据输出等方面定性分析了该软件在应用中存在的不足.分析结果表明:①软件操作较为复杂;②模型中存在不规范术语;③软件编程语言不易掌握;④压缩机运行特性描述过于复杂;⑤会出现不符合水力工况的仿真计算;⑥仿真结果查看不便,数据输出格式无法更改.据此提出以下建议:①加强软件设计公司与用户之间的沟通,进行共同研发;②加快国内输气管道仿真软件的自主研发.【总页数】6页(P104-109)【作者】郑云萍;肖杰;孙啸;华红玲;房国庆【作者单位】西南石油大学石油工程学院;西南石油大学石油工程学院;中国石油西南管道公司重庆输油气分公司;西南石油大学石油工程学院;中国石油青海油田公司英东勘探开发一体化建设项目部【正文语种】中文【相关文献】1.输气管道仿真软件及其在供气调峰中的应用 [J], 吴长春;张鹏;蒋方美2.基于SPS的长距离输气管道破损压降速率分析 [J], 徐嘉爽;邱星栋;李海润;姜鹏3.SPS与TGNET在天然气管网仿真中应用与认识 [J], 苏欣;章磊;刘佳;张琳4.海底输气管道泄漏扩散可视化仿真软件开发 [J], 宋金升;刘超;李长江;肖文生5.护理本科生对医学虚拟仿真软件认识和体验的现象学研究 [J], 张博明;姜贺因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于SPS天然气管道紧急放空的动态模拟_刘俊

第 11 期
刘 俊等 基于 SPS 天然气管道紧急放空的动态模拟
81
目前,长输管道放空系统主要分两部分,一部分为
0.101 325 MPa,温 度 20 ℃;(2)管内壁粗糙度:管道无 内涂层,管内壁粗糙度取 30 μm;(3)中间分输站不低于 4.0 MPa,其余用户交接压力均不低于 2.5 MPa;(4)沿线
动,取各变量的法向梯度在出口处为零,在这些假设条 传热系数:管道平均总传热系数取 1.75 W/m2·℃。 件下,建立了控制方程。
连续性方程:鄣鄣uxii =0
鄣 鄣 动量方程:鄣鄣pxi
=
鄣 鄣xj
η 鄣ui 鄣xj
鄣 鄣 能量方程:ρCp
ui
鄣T 鄣xi
2
=k 鄣 T +Φ 鄣xi
(1) 2 计算实例分析
(2) 2.1 天然气管道稳态模拟 根据工程的输入条件设定进口压力为 6.3 MPa,中
(3) 间分输站分输量为 288×104m3/d,末站分输量为 478× 104m3/d,经 SPS 计算,整条管道的流量及压力稳态计算
公认可靠的长输管道水力计算模拟软件,其最大的优
势在于整个输气管道动态模拟[1~4]。
图 1 淄博支线紧急放空模型
1 计算模型
1.1 数学模型 根据淄博支线的放空系统的工艺尺寸和操作参
数,假设避免无滑移,设备出口处流场是充分发展流
1.3 初始条件 (1) 基 准 状 态 : 气 体 计 量 基 准 状 态 : 压 力
SPS介绍

SPS(stoner pipeline simulator)Stoner公司的SPS(Stoner Pipeline Simulator)。
该软件能够实现长输管道的离线实时模拟计算,是世界公认的用于长距离输油(气)管道设计、计算以及全线自动化控制模拟的高精度软件。
在液体管网的稳态和瞬态计算方面应用较广,已在国内多项石油管道工程研究与设计中应用。
SPS软件家族包括管道的实时在线仿真(Statefinder)、泄露检测(Leakfinder)、实时状态预测(Predictor)、操作员培训系统(Trainer)和离线仿真(Simulator)5个软件。
其中Statefinder、Leakfinder和Predictor是SPS软件中的在线产品,它们的运行需要SCADA系统实时数据的支持,能够实时动态的模拟管网的运行状态。
Leakfinder可以在管网实时运行中进行泄漏检测,而Predictor则可以对动态管网的未来运行状态进行预测。
Trainer用于培训管网系统操作人员,它可以模拟真实的SCADA系统运行状态,使操作员在模拟的环境下学习如何操作管理管网系统。
Simulator是其它四个软件模块的基础,,用于管道离线仿真、管道设计、管道运行能力的估算等。
众所周知,SPS/仿真器拥有精确模拟管道设备中流体液力学和全部控制系统性能(非理想化)的手段,它所提供的仿真精度是任何其它软件所不能比拟的。
SPS拥有的强大的二次开发能力,是其他同等软件所不具备的。
它提供的ADL开发环境使得在不改变基本的核心仿真软件的前提下,可以设置与基本仿真同时运行的应用,或者控制仿真过程。
新定义的变量可以表示为仿真数据的函数,它们的值可以象任何隐式仿真数据一样用于报告、结果显示、或传递给第三方的应用或系统。
操作员可以根据需要开发自己的应用程序、可选择多种数学函数、可模拟PLC多种运行逻辑、可增改泄漏检测的算法,等等,以满足仿真过程中的各种需要。
燃气管网仿真系统发展现状及其应用研究

300我国的城市燃气管网系统历经几十年的发展,已初具规模。
城市燃气管网的大面积敷设和应用,随之而来产生的管网规划设计、安全稳定供气以及智能运行管理等方面的问题亟需解决。
为实现燃气管网安全、高效运营,大多数管网采用管网仿真的方式,来指导管网运营。
随着管道技术的不断提高,管道系统水热力动态过程模拟日趋复杂,计算机模拟仿真技术为管道模拟仿真提供了强有力的技术支持。
1 燃气管网仿真系统发展现状及问题分析天然气管道仿真软件方面,国外起步较早,现已开发出多款技术成熟的仿真计算软件,在全世界范围内得到广泛的应用。
最早进入中国市场的是TGNET软件,该软件主要用于长距离输气管道或简单输配气管网系统的模拟,可以对各种正常工况和可能发生的事故工况进行模拟,计算管道的设计、运营参考数值,优化系统工艺参数,仿真结果与现场数据十分接近,准确程度得到业内广泛认可。
TGNET能够对气体管道中的单相气体进行稳态和瞬态模拟,软件具有相对友好的人机交互界面。
该软件具有离线仿真和在线仿真功能,离线仿真即通过手动输入模拟的边界条件和管道参数来完成不同工况的模拟,实现管道系统的设计、优化以及管理方案的评估和认证,在线仿真则是通过与系统相连接的SCADA系统之间的数据交互,实时采集现场数据,驱动在线模型实现仿真。
目前TGNET已被四川石油设计院、广东天然气公司等多家企业引进,辅助设计人员进行工艺设计、操作人员进行管线运行管理。
另外一款业内公认的油气管线仿真软件是SPS。
该软件包含气体和液体2个模块,可分别实现气体和液体的稳态及瞬态模拟。
目前,SPS已被国内外众多知名公司引进,尤其是天然气管道设计规划部门,将其作为管道模拟与设计分析的重要辅助模拟软件。
在全球范围内有着较高的评价,部分公司已将SPS作为管道分析的标准。
SPS既可实现水力工况和热力工况的模拟,又可以对系统进行控制调节。
不仅可以对实际的管道系统仿真,也可仿真模拟管道的控制逻辑,该功能对管线运行调度计划的制定和现场操作人员培训十分有利。
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SPS管道仿真系统介绍
Stoner Pipeline Simulator (SPS)是德国GL集团公司的管道仿真系统。
SPS是世界领先的单相流动态模拟软件,能够实现长输管道的离/在线瞬态模拟计算、泄漏检测、批次管理(批次跟踪、界面检测)等,可用来辅助解决管道的运行技术问题,包括瞬态水力、热力分析、控制系统设计及管道运行控制等,可模拟各类管道元件如机泵阀、控制元件、热力元件及各种仪表检测元件。
SPS高级瞬态模拟仿真软件功能特点包括:模拟范围:管道配置不限;单相流,批次输送或混合输送管道(非多相流);可模拟液柱分离及气化;交互式或批文件模拟;图形人机建模界面;多种初始工况供选择。
一、SPS的特点和功能
单一或混合的多种介质:能够模拟单一的流体介质,单相的多种混合流体介质。
体积,热值,组分跟踪以及进行成品油界面跟踪:能够对气体在管道内各点进行组分,热值等跟踪分析。
能够进行成品油不同油品间的界面跟踪。
热力模型:能够模拟等温模型,绝热模型和温变模型。
理论模拟:能够在现场设备和模拟设备建立相应的连接,以达到与现场相一致。
线,转动设备,截断不同类型的管道设备运用,例如管标准的管道设备:
阀和止回阀,感应器,流量计,PID 控制和控制阀等。
单位的处理:拥有公制和英制两种单位,另外可以自己定义单位。
重新启动的能力:能够在给定的状态下,重新模拟运行,并且接受不同的控制方法,不用做重复的工作。
数据输入捷径:使用一些缺省的字符串和命令,达到简单操作的目的。
强大的逻辑控制语言:在INTRAN文件中使用特殊的语言来做为逻辑控制。
这种语言有很好的弹性可以用来模拟RTU逻辑或现场的硬件控制。
二、SPS仿真软件-模块架构
三、SPS典型应用:
管道启/停输程序分析;
运行稳定性分析;
泵机组运行计划分析;
各种运行方案的经济研究;
批次跟踪研究;
水击泄放系统优化和控制;
连锁控制系统逻辑设计;
运行预测管理;
事故隐患分析及应对策略评估;
培训管道操作人员;
预测管道泄漏对环境的影响;
研究批次、部分分输或油品掺混效果;管道系统的温升研究;
管道破裂事故研究。
四、其他
离线稳态瞬态管网仿真
模拟所有管线和设备
管和管头装置
各种泵和压缩机
调节器
各种阀门(可控阀, 泄压阀, …)
加热炉
完整控制系统
PID 控制
传感器
继电器
开关
执行机构
阀门定位器
事故模拟演示;批次跟踪;不满流模拟等。
管道实时在线仿真
适用于所有流体, 如气, 石油 , 成品油, 水等
实时监视并过滤检测数据偏差
实时动态模拟管网运行工况
实时监视各种故障并启动报警
在部分检测系统出现故障时动态模拟管网运行工况
动态预测管网工况
动态预测报警
检验各种操作策略
前瞻预测 (Look Ahead)
假设分析预测 (What If)
提高运营效率
操作员培训系统
基于精确的水力计算
可设置为图形界面或SCADA界面
正常操作培训和突发事故应急反应培训
定期培训考核操作人员
五、界面
Simulator曲线显示
Simulator报表显示。