天然气管道强度层级指标
管道能效效率层级指标，简称E级指标。天然气管道效率层级指标是由天然气管道能效实物层级指标和天然气管道实际运行数据计算得到的效率型指标，能够从不同的方面反映管道的效率及利用率、损失率等，其主要意义在于便于分析，找到提高能效的办法。天然气管道效率层级指标具体的能耗指标如表4-11所示。
表4-11 天然气管道能效效率层级指标表
1.天然气管道压气站能源利用率
绝热压头（即单位质量天然气从压气站获得的能量）：
油气管道能效管理
式中：Had为绝热压头，kJ/kg;kv为平均容积绝热指数；Z1为压气站进口压力下天然气压缩因子；R为通用气体常数，kJ/（kg·K）;T1为压气站进口状态下气体的温度，K;P1为压气站进口压力，MPa;P2为压气站出口压力，MPa。
压气站提供给输气干线的能量：
油气管道能效管理
式中：Qse为压气站提供给输气干线的能量，kJ/h;p0为标准状态下空气的密度，kg/m3;SG为天然气相对密度；Qv为压气站出口天然气体积流量，Nm3/h。
压气站消耗的能量：
油气管道能效管理
式中：Qsc为压气站用于生产的能量，kJ/h;B为压气站用于输气生产的燃料消耗量（耗气量），m3/h;Qdw为压气站燃料气低热值，kJ/m3;W为压气站用于输气生产的耗电量，kW·h/h;R1为电能折算标煤系数（当量热值）。
压气站能源效率：
油气管道能效管理
ηs为压气站能源利用率。
2.天然气管道能源利用率
输气管道系统能源利用率是指各压气站提供给输气干线的能量之和与各站直接用于生产的能源消耗量之和比值的百分数。
计算公式：
油气管道能效管理
式中：ηs为压气站平均能源效率；n为系统内压气站个数，座；Qsei为系统内某压气站提供给某输气干线的能量，kJ/h;Qsci为系统内某压气站用于生产的耗能量，kJ/h。
油气管道是个复杂的系统，管道的能效水平必须从系统分析的角度来进行研究，因此反映油气管道能效水平的也不可能是一两个指标，而应该是多层次、多对象，并且有递进关系的多指标的指标体系。管道能耗指标体系可以按照其物理意义的递进关系分层级构建，并按照分析对象进行分类。
在实际的综合评价活动中，并非是评价指标越多越好，但也不是越少越好，关键在于评价指标在评价活动中所起作用的大小。一般原则应是以尽量少的“主要”评价指标用于实际评价。但在初步建立的评价指标集合中，也可能存在一些“次要”的评价指标，这就需要按某种原则进行筛选，分清主次，合理组成评价指标集。在实际应用中，通常采用专家调研法（Delphi法）、最小均方差法、极小极大离差法和相关系数法。
1.最小均方差法基本原理
对于n个取定的被评价对象（或系统）S1,S2，…，Sn，每个被评价对象都可以用m个指标的观测值xij（i=1,2，…，n;j=1,2，…，m）表示。容易看出，如果n个被评价对象关于某项评价指标的取值都差不多，那么尽管这个评价指标是非常重要的，但对于这n个被评价对象的评价结果来说，它并不起什么作用。因此，为了减少计算量，就可以删除这个评价指标。这就启发我们建立最小均方差的筛选原则，其内容如下：
油气管道能效管理
其中：j=1,2，…，m。
Si为评价指标xj的按n个评价对象取值构成的样本均方差。其中：
油气管道能效管理
j=1,2，…，m。
xj为评价指标xj按n个被评价对象取值构成的样本均值。
若存在ko（0≤ko≤m），使得：
油气管道能效管理
且 ，则可以删除掉与 相应的评价指标 。
2.极小极大离差法基本原理
采用极差归一化处理方法如下：
油气管道能效管理
j=0,1,2，…，m;k=1,2，…，n。
按照能耗数据在管道能耗管理层级的不同，可考虑将能耗指标体系划分为实物（Object）、强度（Intensity）、效率（Efficiency）、指数（Target）4个不同层级。按照这4个层级搭建指标体系，即“OIET”能效指标体系。
实物层级指标，简称O级指标，是指与能效相关的最基础的实物量数据。例如：输量、压头、周转量、耗电量、耗气量、耗油量、耗能总量（折算为一次能源）、压比、管存等。实物层级指标反映管道客观的能源消耗及相关基础数据。
强度层级指标，简称I级指标，是指与能效相关的反映某一单位量下的强度的指标。例如：气单耗、电单耗、油单耗、生产单耗、综合单耗、耗气输量比、耗油输量比、耗电输量比、耗能输量比、单位有用功耗能、单位周转量消耗有用功、单位周转量电费、单位周转量燃气费、单位周转量燃油费、单位周转量生产费用、单位有用功能耗费用等。强度层级指标主要反映管道的耗能水平。
效率层级指标，简称E级指标，是指与能效相关的反映效率及利用率、损失率的指标。例如：泵效、加热炉热效率、燃烧器效率、压缩机效率、电动机效率、燃气轮机效率、泵机组效率、压缩机组效率、加热炉运行效率、管道利用率、节流损失率、站场电能利用率、管道电能利用率、站场热能利用率、管道热能利用率、站场能源利用率、管道能源利用率等。效率层级指标主要反映管道能耗方面的各种效率。
指数层级指标，简称T级指标，是指为反映管道宏观能效情况，在实物层级指标、强度层级指标、效率层级指标基础上，综合考虑各相关因素并按照一定算法形成的综合指数性能效指标。指数层级指标主要反映管道能效方面的优化程度。
按照分析对象进行分类，宏观上可考虑按照原油管道、成品油管道、天然气管道将能效指标分为三大类。微观上可以将强度层级指标和效率层级指标按照不同分析对象再进行分类。例如，强度层级指标可分为费用类、单位周转量能耗类、单位输量能耗类等，效率层级指标可分为电能利用率类、热能利用率类、能源综合利用率类等。
管道能效强度层级指标简称I级指标。天然气管道强度层级指标是由天然气管道能效实物层级指标和天然气管道实际运行数据计算得到的强度型指标，能够从不同的方面反映管道的能耗水平，其主要意义在于便于对比发现问题。天然气管道强度层级指标具体的能耗指标如表4-10所示。
表4-10 天然气管道能效强度层级指标表
续表
1.天然气管道生产单耗
油气管道能效管理
式中：Mqs为输气单位周转量生产能耗，kgce/（107Nm3·km）。
2.天然气管道综合单耗
油气管道能效管理
式中：Mq为输气单位周转量综合能耗，kgce/（107Nm3·km）;Eqsh为输气损耗量，104Nm3。
3.天然气管道耗能输量比
油气管道能效管理
式中：R为输气管道耗能输量比，%;Q为输气管道的输量，104Nm3。
4.天然气管道单位周转量消耗有用功
油气管道能效管理
式中：Mqg为输气单位周转量消耗有用功，kW·h/（107Nm3·km）。
5.天然气管道单位消耗功耗能（kgce/kW·h）
油气管道能效管理
式中：Ed为单位消耗功耗能，kgce/kW·h;Es为用于生产的一次能源消耗量，kgce;W为一段时间内管道消耗的有用功，kW·h。
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