施耐德行业解决方案

清洁能源 开创未来施耐德电气您的天然气行业解决方案专家全球能效管理专家施耐德电气为100多个国家的能源及基础设施、工业、数据中心及网络、楼宇和住宅市场提供整体解决方案，其中在能源与基础设施、工业过程控制、楼宇自动化和数据中心与网络等市场处于世界领先地位，我们致力为客户提供更安全、更可靠、更经济、更高效、更环保的能源。施耐德电气善用其效 尽享其能目 录行业介绍概述.2天然气的生产和消费工艺-从源头到末端.3天然气行业发展趋势.6施耐德电气与天然气行业发展.7产品与系统介绍PlantStruxure协同自动化控制系统.8Modicon Quantum PLC.10Modicon Quantum Safety PLC.10SCADA/上位监控软件.11RTU/中小型 PLC.12ATV 1100/旨在节能和保护环境的变频器 .13天然气行业典型工程应用案例天然气生产和处理设施的自动化控制系统.14Modicon Quantum PLC在陕京输气管道工程中的应用.19陕京线大张陀地下储气库.23自动化解决方案在杭州-嘉兴管线项目中的应用.25长岭-长春-吉化(长长吉)输气管道工程.27CitectSCADA在无锡城市天然气利用工程管网输配数据采集和监视（SCADA）系统中的应用.29业绩清单业绩清单.33主编：王海龙编委：吴彬，祁婕，计惠芳，徐华，文向阳，王强军，李萍，张晓东，金在峰，黑伟亮，邢震，胡华亮，戈海东2行业介绍概述天然气是存在于地下岩石储集层中以烃为主体的混合气体的统称。包括油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气等。主要成分为甲烷，通常占85-95%；其次为乙烷、丙烷、丁烷等。它是优质燃料和化工原料。由于环保对清洁能源需求的加大，加之受高油价的影响，天然气产业已成为一种需求快速增长的一次能源。由于天然气的物理性质，目前陆上运输方式主要在用管道输送，这是最大量，最普遍的运输方式，在输送量大的时候，也是最经济的运输方式。其次，陆上运输也可以采用液化运输方式。水路运输则大多采用液化运输方式，通过加压，降温的手段，将气体液化，从而减少运输所需要的体积。3天然气的生产和消费工艺 从源头到末端气田 气体净化厂 压缩机站 储气库 长输管理线 地区和市政网络源头油气田天然气的源头来源于气田或者油田的伴生气。经过勘探和钻井等前端工序，找到储量丰富的矿藏，并将开采出来。然后经过地面集输管网，集中送到天然气净化厂处理。在净化厂中，将天然气中的固体，水蒸气以及H2S等杂质分离出来，成为合格的初级天然气产品。根据天然气成分的不同，以及使用目的的不同，初级天然气产品还要经过天然气处理厂处理。将天然气中的各种成份分离出来，甲烷大部分以气体形式通过管道运输，一般称之为干气。也可以通过降温等手段，形成液化天然气，简称为LNG(liquefied natural gas)，然后通过槽车或LNG船运输。丙烷，丁烷等成份，可以通过加压的方式，形成液态产品，简称为LPG(Liquefied Petroleum Gas),LPG可以保存在球罐中，并通过槽车运输到消费端。LNG进口LNG是目前发展比较快的一种天然气国际贸易形势。它可以进行越洋运输。LNG的整个过程包括了天然气的开采，LNG气体液化，运输，LNG接受，储存和气化,管道输送。中国目前是天然气的纯进口国，目前规划了大量的LNG接受和气化站项目。在中国，LNG项目主要指的就是LNG的接收和气化站项目。LNG经过接收和气化后，形成气态天然气，然后进入主干管网。4输送将天然气从生产（接收）地输送到消费地的过程称之为天然气输送。在陆地上，管道输送占据了主导地位。输气管道工程由输气管道，输气站场及辅助生产设施组成，根据用户情况和管线距离，输气管道设有压气站、分输站、计量站和清管站等。通过分输站（计量站）将天然气调压后输往城镇配气管网或直接输往用户。输气首站是输气管道的起点，一般具有分离、调压、计量、清管等功能。它接收气田或天然气处理厂来的净化天然气(干气)，或从LNG气化站来的天然气。经过升压，计量后输往下一站。一般来说首站来气都具有一定的压力，足以输送至下一站，因此，首站一般不设压缩机组。在输气过程中，沿程压力会不断下降，为了提高输气量。须在一定距离后设置中间压气站增压。输气末站为输气管道的终点站，一般具有分离、调压、计量、清管、配气等功能。输气末站将天然气计量、调压后供给城市配气管网及大工业用户。为了满足沿线地区用气，常在中间压气站或分输站引出支线分输，也可以接受其他气田（管道）的进气。天然气的消耗在一天、一个月、或一年之内有很大的不均衡性，城市供气量更是如此，为了满足季节性调峰的需要，常在大城市附近设储气库，夏季天然气供应过剩时，管道向储气库注气，冬季用气高峰时，再采出用以调峰。按照功能，也可以将输气管线分为主干线和分支管线。主干线具有口径大、压力高、输气量大、运输距离长。主干线是指从气源的生产地（进口地），沿途经过多个重要城市，到达主要的消费地。距离上大多要跨过多个省市。例如现已建成的陕京一线，陕京二线，西气东输，忠县-武汉输气管线等。都是主干线。主干线都是由国家统一规划投资，由中石油、中石化等公司承建。并且具有统一的调控中心。形成布局合理，统一调度的主干网络。分支管线是各个省市的城市管线。它从主干线的压气站或分输站上引出，在各个省形成网络向省内的重要城市和工业用户供气。分支管网一般都有自己的管线调控中心，统一调度各个分支管网的运行，并与主干线管网的调控中心相联接。主干管网和分支管网一起，就像人体的大动脉和毛细血管一样，形成完整的输气网络。行业介绍5末端城镇燃气城镇燃气输配一般由门站、燃气管网、储气设施、调压设施、监控系统等组成。根据燃气供应来源、用户的用气量及其分布、地形地貌等来选择系统压力等级、门站、储配站、调压站、燃气干管的布置。城市燃气的气源类型是多种多样的，包括煤气、天然气等。随着天然气工业的发展，越来越多的城市燃气采用天然气作为气源。对于大型城市，还采用多个气源同时供气的形式，来提高供气量和保证供气的可靠性。城市燃气输配系统是一个综合设施，主要由燃气输配管网、储配站、调压计量站、运行管理操作和控制设施共同组成。根据管网压力级别不同，可将城市燃气管网分为4类一级系统：采用低压管道来分配和供给燃气，一般只适用于小城镇。二级系统：由低压和中压两级管网系统组成。三级系统：包括低压、中压、次高压三级管网，一般在供气规模较大的城市使用。多极系统：由低压、中压(A、B)和次高压(A、B)，以及高压(A、B)管网组成，多用于以天然气为气源，且燃气用量很大的特大城市。S轮南首站大张陀地下储气库金坛地下储气库靖边江苏天然气无锡城市燃气陕京线西气东输西气东输工程建设示意图6天然气行业发展趋势中华人民共和国建立以来，天然气生产有了很大发展。特别是“八五”以来，中国储量快速增长，天然气进入高速发展时期。由于天然气具有良好的发展前景，中国和世界许多国家一样，大力开发利用天然气资源，并把开发利用天然气作为能源发展战略的重点之一。2006年，全国累计探明天然气可采储量为3.84万亿立方米，比2005年增长了10%。截止到2006年底，全国剩余天然气可采储量约为3.09万亿立方米，比2005年增加0.24万亿立方米，增长幅度约为8.4%。2006年，中国天然气产量为585.53亿立方米（其中包括地方产量10.67亿立方米），比2005年增加92.33亿立方米，增长18.72%。2006年，全国天然气销售量为491亿立方米，比2005年增长21.8%。未来，中国天然气需求将呈爆炸式增长，平均增速将达20%。从国家天然气发展总体规划看，在现有的60多个已通天然气城市的基础上，2010年发展到270个城市，21世纪中期，全国65%的城市都将通上天然气。此外，各级地方政府在发展城市燃气方面也非常积极。由此可见，无论是下游的市场空间还是上游的资源储备，天然气都具备大发展的条件。到2010年，中国天然气需求量将达到1163亿立方米，产量923亿立方米，缺口将达到230亿立方米以上；到2020年天然气需求量将超过2000亿立方米左右，而产量仅有1000亿立方米，另外的50%将依赖进口。中国石油规划总院油气管道研究所副所长杨建红20日在2010年煤质合成天然气技术经济研讨会上表示，到2015年，中国天然气管道规划总长将接近10万千米，以满足中国日益增长的天然气需求。按照与市场相匹配管道里程和供应能力计算，初步预计，2015年中国天然气管道长度将接近10万公里，其中主干道和支干线的建设将达到2.5至3万公里，支线建设将达到3.5至4万公里2020年前，中国将形成国产气为主，进口气为辅的多气源资源保障体系。其中国产气包括以塔里木、鄂尔多斯、川渝、青海四大气田为主的陆上天然气，以南海气田为主的海洋天然气，以沁水盆地、鄂尔多斯盆地等区块为主的煤层气，以及以内蒙古、新疆等地区为主的煤制天然气。进口气包括通过管道进口的中亚天然气以及以广东大鹏和福建为主进口LNG。与此同时，中国将形成国内天然气供应四大格局：西气东输、北气南下、就近供应以及海气登陆，包括中海油开采海上天然气的登陆和进口的登陆。值得关注的是，煤层气和煤制气将成为重要的补充气源，来满足国内的天然气需求。到2020年，煤层气的规划产量将达到200亿立方米。煤制气项目目前已经有三个项目经过国家核准，还有4-5个项目在规划中。行业介绍10万2015年，中国天然气管道规划总长将接近10万千米，以满足中国日益增长的天然气需求。200亿到2020年，煤层气的规划产量将达到200亿立方米。7施耐德电气与天然气行业发展施耐德电气公司一直关注石油天然气行业的发展。在天然气的生产，输送和城市燃气等各个方面都可以提供完善的解决方案，并具有骄人的业绩。从中国最早的采用自动化控制的输气管线陕京一线，到目前中国最长的输气管线西气东输工程，以及大量的城市燃气工程建设中。施耐德电气提供的控制设备，为这些项目的稳定高效运行提供了保障。正在，并且在未来还将保证这些项目的安全可靠运行。8工厂级企业级控制级冗余系统服务器HART历史数据库 系统设备级应对各种挑战，您需要的仅是系统 企业历史数据库系统：基于Vijeo Historian数据存储和报表工具，用于数据采集、历史记录和所有用户提供各个独立系统的报表数据。制造执行系统(MES)：基于模块化和非侵入式的制造执行系统软件Ampla，帮助用户管理工厂的生产、绩效、停机等。批量管理系统：帮助用户跟踪从原材料到成品的整个生产过程。操作员监控站：基于SCADA软件Vijeo Citect，为操作员提供所有的直观信息和各种分析工具，并可给企业历史数据库系统回填数据。工程师开发站：基于系统开发工具UAG/sg2，整合工艺设计与自动化设计，并提供功能强大的对象库及与第三方软件交互接口。控制器：基于同一Unity平台的多种性能可编程自动化控制器Quantum/Premium/M340，以及SIL3安全等级控制器Quantum Safety。具有“热插拔”功能，可实现热备冗余系统(M340除外)。现场人机界面：Magelis HMI和工控机。输入/输出：开放性的智能分布式I/O系统Adyants STB，可集成任意施耐德电气设备和众多第三方设备。电机相关设备：用于电机起动-控制-保护的TeSys U、TeSys T和Altisoft；Altivar变频器及其前端有源组件AEF；和整合以上系统而成的智能马达控制中心。电力保护和监控：Sepam数字式保护继电器与PowerLogic电能仪表。远程控制终端：通过Wde/ETG1000/ETG3000，实现对远方现场的操作和维护。现场设备管理：支持FDT/DTM技术，统一管理各种类型的现场设备。实现生产系统和商业系统(ERP)的互联协同自动化控制系统Plant truxureTMSchneider Electric9工厂级企业级控制级冗余系统服务器历史数据库 系统设备级制造执行系统批量管理系统ERP系统操作员监控站热备控制器远程输入/输