試論如何提高天然小氣管道輸送自動(dòng)化技術(shù)水平

魏廣鋒

一、簡析天然氣管道輸送系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)

天然氣管道即輸氣管道，是指將天然氣從開采地或處理廠輸送到配氣中心或企業(yè)用戶的管道，又稱輸氣管道。陸地上大量輸送天然氣的主要方式是利用天然氣管道輸送天然氣。它依靠一定的技術(shù)條件與工藝，例如天然氣輸送系統(tǒng)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)化管理相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)效益的最大化。

天然氣管道輸送系統(tǒng)是一個(gè)聯(lián)系采氣井與用戶間的橋梁與紐帶，由復(fù)雜而龐大的的管道及設(shè)備組成的采、輸、供網(wǎng)絡(luò)。通過該系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)從氣井中采出至輸送到用戶，形成氣井或油井—油氣田礦場集輸管網(wǎng)—天然氣增壓及凈化—輸氣干線—城鎮(zhèn)或工業(yè)區(qū)配氣管網(wǎng)—用戶的過程，形成一個(gè)龐大而復(fù)雜的輸送體系，輸送系統(tǒng)一般由集氣、配氣管線及輸氣干線；天然氣增壓站及天然氣凈化處理廠；集輸配氣場站和清管及防腐站等組成。個(gè)部分之間以不同的方式進(jìn)行連接與聯(lián)系，組成密封的天然氣輸送系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過結(jié)合數(shù)字化、信息化、智能化等信息手段。

二、簡析天然氣管道輸送自動(dòng)化技術(shù)水平的現(xiàn)狀

1.國外天然氣管道輸送技術(shù)的現(xiàn)狀

20 世紀(jì)70 年代就開發(fā)出了大型氣田，通過技術(shù)的不斷發(fā)展與革新，形成了長運(yùn)距、大管徑和高壓力管道，并使其成為世界天然氣管道發(fā)展的主流。同時(shí)隨著信息時(shí)代的到來和世界經(jīng)濟(jì)一體化的發(fā)展趨勢的形成，出現(xiàn)了輸氣系統(tǒng)的自動(dòng)化與網(wǎng)絡(luò)化的同步發(fā)展，使科技在天然氣管道輸送技術(shù)方面發(fā)揮了重要的功能與作用，增加了天然氣的產(chǎn)量和貿(mào)易量，擴(kuò)大了企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模，通過管道輸氣系統(tǒng)將若干條輸氣干線、多個(gè)集氣管網(wǎng)、配氣管網(wǎng)和地下儲(chǔ)氣庫等聯(lián)系起來，將多個(gè)氣田和成千上萬的用戶連接起來。同時(shí)，將自動(dòng)化、信息化手段GIS 技術(shù)應(yīng)用于管道上，由于其融合了管道原有的SCADA 系統(tǒng)自動(dòng)控制功能，能夠?yàn)楣艿赖目睖y、設(shè)計(jì)、施工、投產(chǎn)運(yùn)行、管理監(jiān)測、防腐等各階段提供真實(shí)準(zhǔn)確的資料。 使管道輸氣技術(shù)呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化、多氣源、多通道供氣的特點(diǎn)，保證了供氣的可靠性與靈活性。

2.國內(nèi)天然氣管道輸送技術(shù)現(xiàn)狀

目前我國天然氣管道工程的最高水平就是西氣東輸、陜京管道，基本上代表了我國目前天然氣管道輸送自動(dòng)化技術(shù)水平的發(fā)展程度：設(shè)計(jì)與建設(shè)方面實(shí)現(xiàn)與國際化接軌，在運(yùn)行方面技術(shù)設(shè)備上采用符合不同運(yùn)行條件的PLC或者RTU硬件實(shí)現(xiàn)設(shè)備的邏輯控制，根據(jù)不同系統(tǒng)規(guī)模采用適當(dāng)SCADA系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、在線檢測，在管道管理上陸續(xù)采用GPS、衛(wèi)星遙感技術(shù)等實(shí)現(xiàn)設(shè)備的定位、管道全數(shù)字化管理，天然氣計(jì)量已大部分采用普遍采用的超聲波流量計(jì)，天然氣壓縮機(jī)已基本實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化控制，在各種附屬設(shè)備上已經(jīng)逐漸采用自動(dòng)化控制設(shè)備，保證生產(chǎn)的穩(wěn)定可靠，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化管理。同時(shí)將多種通信信息技術(shù)結(jié)合使用，采用微波、衛(wèi)星和租用地方郵網(wǎng)等方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)視和遠(yuǎn)程操作，以提高現(xiàn)代化管理水平和操作水平。

三、淺談如何提高國內(nèi)的天然氣管道輸送自動(dòng)化技術(shù)水平

SCADA系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，是天然氣自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用中比較成熟的技術(shù)之一。SCADA系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)對(duì)生產(chǎn)過程及其自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行控制與調(diào)度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量以及參數(shù)的調(diào)節(jié)等，保證自動(dòng)化技術(shù)在操作過程中運(yùn)行穩(wěn)定可靠，提高天然氣生產(chǎn)調(diào)度的精細(xì)化，減輕調(diào)度員的負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)天然氣調(diào)度自動(dòng)化等，同時(shí)自動(dòng)化裝備的監(jiān)控功能能夠有效地生產(chǎn)中的潛在危險(xiǎn)，提高整個(gè)天然氣管道輸送的自動(dòng)化水平與效率。SCADA系統(tǒng)作為石油天然氣管道運(yùn)行的檢測和控制體系，極大地提高了管道運(yùn)行的自動(dòng)化，它的普及，為管道運(yùn)行管理的自動(dòng)化提供了硬件體系和低層運(yùn)行自動(dòng)化的基礎(chǔ)，有助于信息管理系統(tǒng)及其相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

在新科技的推動(dòng)下，天然氣管道輸送自動(dòng)化水平也即將實(shí)現(xiàn)了管道模擬仿真軟件與SCADA系統(tǒng)的結(jié)合，從而使管道運(yùn)行系統(tǒng)的自動(dòng)化控制水平與管理效率大大提高。在運(yùn)用SCADA系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合先進(jìn)的GPS、GIS技術(shù)、衛(wèi)星遙感技術(shù)及PLC或RTU等硬件設(shè)備，通過自動(dòng)化技術(shù)及其裝置設(shè)備實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)查、測量、監(jiān)控和管理化，健全了相關(guān)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，有助于形成中央信息查詢、分層數(shù)據(jù)傳輸、分布式的數(shù)據(jù)輸入與采集等多種自動(dòng)化技術(shù)的綜合與互補(bǔ)。將各種技術(shù)融合起來有助于節(jié)約生產(chǎn)成本、提高運(yùn)營效率、增強(qiáng)企業(yè)的市場競爭力和相關(guān)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)上取得進(jìn)步的同時(shí)，也應(yīng)意識(shí)到與國外天然氣管道輸送自動(dòng)化技術(shù)的相關(guān)差距，國內(nèi)也存在一些諸如管道少、分布不均、未形成全國性管網(wǎng)，管道設(shè)計(jì)壓力低，輸量少，不足以滿足市場的供需要求，多數(shù)SCADA軟件在實(shí)時(shí)性和整體部屬方面還不盡人意。SCADA系統(tǒng)軟件間協(xié)同管理、版本變更管理與災(zāi)難恢復(fù)等方面的問題，需要在客觀、理智地面對(duì)問題的同時(shí)，提出相關(guān)的提高天然氣管道輸送自動(dòng)化技術(shù)水平的方法與措施。以下的有關(guān)如何提高天然氣管道輸送的自動(dòng)化技術(shù)的相關(guān)建議，僅供參考：

1.通過優(yōu)化管道設(shè)計(jì)方案，來減少工程投資，擴(kuò)大對(duì)技術(shù)的研究與開發(fā)的投入，提高附加經(jīng)濟(jì)效益。

2. 優(yōu)化整合SCADA系統(tǒng)、GPS、GIS技術(shù)、衛(wèi)星遙感技術(shù)等技術(shù)，通過優(yōu)化多氣源、多用戶大型管網(wǎng)及其技術(shù)，進(jìn)行精確的計(jì)量計(jì)算，總結(jié)和積累自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)際中應(yīng)用的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

3.借鑒和吸收其他先進(jìn)國家或先進(jìn)地區(qū)的高科技等成熟技術(shù)，學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的管理思想、管理方法和經(jīng)驗(yàn)，取長補(bǔ)短。

4.進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新與科技改革，將科技運(yùn)用于實(shí)踐中進(jìn)行檢驗(yàn)，促進(jìn)生產(chǎn)建設(shè)和實(shí)現(xiàn)資源使用的最大效益。

參考文獻(xiàn)

[1]天然氣管道輸送技術(shù)；中國石化出版社；2009；黃春芳.

[2]油氣輸送管道工程技術(shù)進(jìn)展石油工業(yè)出版社；2006；馮耀榮.