淺談如何提高油氣管道監(jiān)控閥室供電可靠性

李智勇

摘 要：監(jiān)控閥室在長輸油氣管道的運行中起著重要的作用，隨著管道管理自動化水平的提高，管線全程數(shù)據(jù)的自動采集和控制監(jiān)控閥室數(shù)量逐漸增多，因管道沿線所處的地理位置各不相同，多處偏僻地區(qū)，無人值守、自然環(huán)境條件惡劣，電網(wǎng)覆蓋條件良莠不齊，供電方式多種多樣，閥室供電中斷將引起通信中斷、SCADA數(shù)據(jù)傳輸中斷，對運行調(diào)控產(chǎn)生影響，提高閥室供電的可靠性成為油氣管道運行管理的迫切需求。文章從閥室供電設計、生產(chǎn)運行情況及存在的問題等方面進行說明，并從技術(shù)措施和管理措施兩方面，對提高閥室供電可靠性進行論述。

關(guān)鍵詞：油氣管道；閥室；供電；可靠性

引言

隨著油氣管道行業(yè)的發(fā)展，管道運行管理的安全性和自動化水平提升的需要，監(jiān)控閥室成為生產(chǎn)運行管理的重點，監(jiān)控閥室內(nèi)的用電負荷包括線路截斷閥、通信設備、控制設備、陰保設備、照明等，電源設備容量應能滿足閥室內(nèi)所有用電設備正常工作。目前國內(nèi)油氣管道監(jiān)控閥室供電方式多種多樣，主要包括外電源供電UPS后備方式、外電源主用太陽能備用方式、外電源主用發(fā)電機組備用方式、太陽能供電方式、發(fā)電機組供電方式等，其中發(fā)電機組有柴油發(fā)電機組、循環(huán)發(fā)電機組、TEG發(fā)電機組等形式。在現(xiàn)有的供電方式下，還存在著供電中斷的隱患，如何提高監(jiān)控閥室供電可靠性，成為生產(chǎn)運行管理的迫切需求。

1 設計規(guī)范

設計規(guī)范中對監(jiān)控閥室供電方案要求如下：Q/SY 1446-2011《輸油管道工程線路閥室設計規(guī)范》“8.2.1監(jiān)控閥室的電源方案應根據(jù)其所在地的外電源情況確定，宜優(yōu)先采用外電源?！盦/SY 1445-2011《輸氣管道工程線路閥室設計規(guī)范》“8.2.1基本原則：（1）應根據(jù)所處地域的供電條件、氣象、地理環(huán)境以及燃料供應等情況綜合分析，確定閥室的供電方案，電源系統(tǒng)應運行穩(wěn)定、可靠，且巡視維修的次數(shù)少，壽命長。（2）在外電源滿足用電負荷供電需求，且技術(shù)經(jīng)濟合理時，優(yōu)先采用外部電源。（3）采用自發(fā)電方案時，應結(jié)合現(xiàn)場自然條件，按照無人值守方式以天然氣發(fā)電、太陽能以及風力發(fā)電等方案為主，具體方案應進行技術(shù)經(jīng)濟比較后確定?！辈⒎謩e針對有電區(qū)域和無電區(qū)域進行了要求。

2 監(jiān)控閥室供電現(xiàn)狀

管道公司所轄管道監(jiān)控閥室供電概況如下：漠大線采用循環(huán)發(fā)電機組供電；慶鐵線采用外電電源和UPS后備供電；秦沈線、大沈線、日東線、泰青威采用外電電源和高頻開關(guān)電源供電方式；港棗線、蘭鄭長、石蘭惠銀采用太陽能供電；冀魯線采用TEG供電。其中還存在外電電源與太陽能或發(fā)電機組合的供電方式，一般為外電電源主用，在蘭鄭長管道進行了太陽能供電系統(tǒng)改造，采用新的控制系統(tǒng)，將太陽能電源主用外電電源備用，也取得了較好的效果。

3 存在的主要問題

3.1 太陽能供電閥室主要存在日照時間不足，連續(xù)陰雨天氣造成蓄電池充電量不足，造成蓄電池后備時間逐漸縮短，影響供電可靠性。

3.2 發(fā)電機供電閥室主要存在發(fā)電機組維護保養(yǎng)工作量大，受自然條件影響，惡劣條件下，不能及時維護。以漠大線管線的循環(huán)發(fā)電機組為例，為保證在極寒地區(qū)設備的正常運行，發(fā)電機組附屬設施的伴熱保溫消耗了大量的電能，燃料油消耗、過濾器、轉(zhuǎn)換開關(guān)更換等運行經(jīng)濟成本較高。

3.3 外電電源主用太陽能備用的閥室存在著能耗浪費的情況，因外電電源相對穩(wěn)定，因此后備的太陽能電源的電能不能得到有效的應用，電費支出提高了經(jīng)濟成本，也造成了能源的浪費，太陽能電源的優(yōu)勢也未得到充分利用。

3.4 監(jiān)控、報警信號上傳功能尚未完全實現(xiàn)，監(jiān)控閥室外電的供電信息、蓄電池的電壓、電流參數(shù)和供電設施的報警信號等尚未完全上傳，不便于運行管理人員及時發(fā)現(xiàn)供電系統(tǒng)存在的問題和采取相應措施。

4 提高監(jiān)控閥室供電可靠性的建議

從實際運行情況和調(diào)查分析得出，外電改造不是解決閥室供電問題的唯一途徑，因為閥室所在區(qū)域如使用農(nóng)電等外電源，不能完全保證供電可靠性，因此做好主備用供電系統(tǒng)的可靠切換和相關(guān)斷電信號的準確上傳，采用綜合供電方式保證供電穩(wěn)定才是關(guān)鍵。

現(xiàn)場反饋通訊中斷多因為外電突然中斷或上級變電所供電故障引起停電，往往會給人帶來一種是外因引發(fā)電力中斷最終導致通信中斷的感覺，但是在供電設計中，已考慮到這種情況，所以應該說保證外電中斷后的正常供電才是技術(shù)管理的關(guān)鍵，這就要保證主備用電源可靈活、準確的自動切換，蓄電池可以滿足后備功能，應急發(fā)電機組和相關(guān)搶修人員有相關(guān)的應急處置預案，這樣才能保證在更多情況下閥室供電的安全可靠。

4.1 技術(shù)措施

4.1.1 加裝外電

對使用循環(huán)發(fā)電機組、TEG和太陽能電源日照不充足的地區(qū)，應結(jié)合電網(wǎng)覆蓋情況，積極謀求外電改造方案，保證供電的可靠性。加裝外電后：循環(huán)發(fā)電機、TEG發(fā)電機作為備用電源，外電電源作為主用電源；太陽能系統(tǒng)作為主用電源、外電電源作為備用電源，減少能耗。

4.1.2 供電參數(shù)和報警信息的遠傳

實現(xiàn)監(jiān)控閥室供電參數(shù)和設備報警信息的遠傳，對提高供電可靠性至關(guān)重要，遠方運行管理人員可通過電氣參數(shù)和報警信息，準確了解現(xiàn)場供電情況，有針對性的采取應急供電措施，可提前安排人員到現(xiàn)場進行發(fā)電，保證主、備用電源失電前做好臨時供電措施。上傳的信息應包括外電電壓、電流、蓄電池的電壓、電流和設備報警情況。

4.1.3 太陽能控制系統(tǒng)優(yōu)化

通過太陽能控制系統(tǒng)優(yōu)化，在太陽能和外電電源供電系統(tǒng)組合中，采用太陽能作為主用電源，外電電源作為備用電源，從現(xiàn)場了解現(xiàn)有的太陽能控制系統(tǒng)當遇到太陽能光照不穩(wěn)定的情況下，將出現(xiàn)頻繁主、備用電源切換的現(xiàn)象，繼電器頻繁動作，對設備和供電都有影響，所以各閥室一般都采用外電主用，這樣太陽能的功效就得不到充分發(fā)揮。后經(jīng)與有關(guān)設備廠家交流，優(yōu)化太陽能控制系統(tǒng)，采用MPPT技術(shù)后，可實現(xiàn)太陽能主用、外電備用的良好供電，現(xiàn)場實際應用后，外電電量使用明顯降低，節(jié)能和降低運行成本效果顯著。

4.1.4 做好蓄電池維護和測試

定期開展蓄電池維護和測試工作，保證蓄電池狀態(tài)完好，通過核對性充放電試驗，了解蓄電池的實際情況，掌握準確的后備時間，一方面提高蓄電池的性能，另一方面，便于根據(jù)蓄電池的儲能情況，及時啟動發(fā)電設備，保證供電。

4.2 管理措施

4.2.1 加強閥室巡護管理。通過強化閥室巡護人員的日常管理，做好設備巡檢，掌握閥室設備缺陷和供電情況，熟悉發(fā)電機組的啟、停操作技能，提高閥室供電設備管理水平。

4.2.2 及時掌握外電檢修計劃。所屬單位、站場應建立同供電單位的信息溝通機制，供用電合同條款中明確相關(guān)要求，保證上級供電部門的計劃檢修、故障處理等相關(guān)信息及時接收，以便于采取供電保障措施，減少因供電單位原因引起的供電中斷事件發(fā)生。

4.2.3 完善閥室應急供電預案，當獲悉外電檢修計劃和時間，及時掌握現(xiàn)場供電情況下，如確定現(xiàn)有供電裝置無法提供可靠的電源，應立即采取應急供電方案：一方面技術(shù)方案應可行，現(xiàn)場為發(fā)電機提供可靠的接口，有完備的連鎖保護功能，保證臨時供電安全。另一方面，要做好應急供電設備發(fā)電機組的維護保養(yǎng)，考慮到現(xiàn)有設計配備的發(fā)電機組數(shù)量和容量的限制，可以在閥室當?shù)亟蔽镔Y協(xié)調(diào)機制，租賃其他單位、個人的發(fā)電設備，保證發(fā)電設備的完好備用。

5 結(jié)束語

通過合理設計的監(jiān)控閥室供電方案，優(yōu)化運行方式做好主、備用供電電源的配合，實現(xiàn)供電參數(shù)、報警信息上傳功能，完善閥室應急供電預案，上述技術(shù)管理措施的采取，將有效提高管道監(jiān)控閥室供電的可靠性。