油氣儲(chǔ)運(yùn)工程中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

付偉

[摘要]自動(dòng)化技術(shù)主要應(yīng)用于油氣儲(chǔ)運(yùn)工程中的油氣處理凈化、加熱儲(chǔ)存、輸送等環(huán)節(jié)，本文主要是結(jié)合當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀和工作實(shí)踐，對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，如何更加廣泛科學(xué)地應(yīng)用好自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行分析和思考。

[關(guān)鍵詞]自動(dòng)化技術(shù)；油氣儲(chǔ)運(yùn)；應(yīng)用；研究；分析

自動(dòng)化控制技術(shù)對(duì)于油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)而言，引入自動(dòng)化技術(shù)并科學(xué)應(yīng)用，可以在原油分水器控制、加熱系統(tǒng)控制以及污水處理控制等多個(gè)方面得到明顯的效果，通過(guò)數(shù)據(jù)信息的自動(dòng)采集，并結(jié)合現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，就可以建立一套完整的應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息綜合處理和發(fā)布，同時(shí)能夠自動(dòng)生成信息報(bào)表，從而實(shí)現(xiàn)油氣儲(chǔ)運(yùn)辦公系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化，有效地降低生產(chǎn)成本，提高運(yùn)行效率。

一、自動(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)的基本情況

對(duì)于油氣儲(chǔ)運(yùn)工程，特別是處于傳輸首站部位的油氣采集站，從采油廠生產(chǎn)中的原油和天然氣都要在這里實(shí)現(xiàn)集中處理和輸送。主要生產(chǎn)工藝包括原油脫水、集輸、穩(wěn)定以及相關(guān)污水的清理等。當(dāng)前，許多采油生產(chǎn)單位已經(jīng)開(kāi)始建設(shè)并利用自動(dòng)化技術(shù)，自動(dòng)化控制體系逐漸形成規(guī)模。作為自動(dòng)化集成控制系統(tǒng)，主要包括自動(dòng)控制原油分水器、自動(dòng)控制污水處理以及自動(dòng)控制進(jìn)行介質(zhì)加熱等，同時(shí)，通過(guò)綜合利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息的自動(dòng)化采集，避免過(guò)程成成本的浪費(fèi)，更加有利于全過(guò)程的綜合控制。從油氣生產(chǎn)單位當(dāng)前的自動(dòng)化控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用分析，主要有現(xiàn)場(chǎng)層數(shù)據(jù)層、決策層、監(jiān)控層這四個(gè)方面組成，首站作為原油集中處理的主要部分，處于監(jiān)控層與現(xiàn)場(chǎng)層的層級(jí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信息實(shí)現(xiàn)彼此的聯(lián)接和聯(lián)動(dòng)。生產(chǎn)單位要對(duì)集輸部門(mén)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，處于決策系統(tǒng)層。首站現(xiàn)場(chǎng)控制中心和各集輸站庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)控制中心是監(jiān)控層：原油外輸系統(tǒng)、灌區(qū)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、加熱爐控制系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)，以及油氣分離控制系統(tǒng)和管道實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)等，都處于現(xiàn)場(chǎng)層范圍。

二、自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)踐及效果

自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)踐證明，通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)的有效工作，油氣管輸流量能夠得到有效控制，管輸?shù)男拭黠@提高，同時(shí)還能節(jié)省燃料使用。其中的原理就是，當(dāng)原油粘度增加，管道中的輸送量下降，這時(shí)自動(dòng)加熱系統(tǒng)啟動(dòng)，使?fàn)t溫升高，提高原油的溫度保證了油氣管輸量實(shí)現(xiàn)提升。當(dāng)原油粘度下降時(shí)，通過(guò)自動(dòng)系統(tǒng)的作用，使控制流量和降低油溫實(shí)現(xiàn)同步，就能保證原油粘度保持在一定水平，使輸送量控制在合理的水平。

（一）提高儲(chǔ)運(yùn)效率，優(yōu)化油氣儲(chǔ)運(yùn)參數(shù)

據(jù)調(diào)查顯示，管線輸送的方式是油氣儲(chǔ)運(yùn)所采用的主要方式，在實(shí)際儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，散熱損失與摩擦阻力損失就經(jīng)常會(huì)存在造成能量損失。我們?yōu)榱烁淖冞@種現(xiàn)狀，必須從加熱站上提供所需的熱能，為其提供所需的能量，同時(shí)要為泵站提供所需的壓力能量。在油氣管輸管理過(guò)程中，一定要正確的處理熱量損失與輸送效率的關(guān)系。從實(shí)踐來(lái)看，摩擦阻力損失的大小主要取決于油氣介質(zhì)的粘度情況，而其粘度情況大小又取決于實(shí)際儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的溫度情況。因此，為使油氣在較高溫度下進(jìn)行儲(chǔ)運(yùn)，我們可以采取提高出站溫度的方法，這種方法能夠減小摩擦阻力損失，有效降低原油粘度，但是散熱損失將會(huì)不斷增大。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)能耗最小的情況下實(shí)現(xiàn)油氣管輸高效化，是儲(chǔ)運(yùn)方式選擇的重要問(wèn)題。因此，采用自動(dòng)化技術(shù)和信息技術(shù)，加強(qiáng)管線的實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)首端和末端壓力、溫度、流量以及粘度等各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行及時(shí)采集，采用微波信息技術(shù)進(jìn)行綜合控制，在此數(shù)據(jù)的支持基礎(chǔ)上，可以優(yōu)化和編寫(xiě)和優(yōu)化參數(shù)程序。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及自動(dòng)化技術(shù)根據(jù)所收集到的參數(shù)可以對(duì)輸油參數(shù)進(jìn)一步優(yōu)化，調(diào)節(jié)加熱爐的溫度，同時(shí)控制其流量，實(shí)現(xiàn)科學(xué)高效、低成本的傳輸。

（二）加強(qiáng)儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備管理提高運(yùn)行效率

對(duì)于油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)來(lái)說(shuō)，油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的運(yùn)行效率具有重要意義，一方面對(duì)于耗損具有較大影響，另一方面也會(huì)對(duì)運(yùn)行效率有較明顯的影響。實(shí)踐中我們可以對(duì)儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備加強(qiáng)自動(dòng)化監(jiān)控和管理，可以提高油氣外輸泵運(yùn)行效率。一方面通過(guò)能耗計(jì)量?jī)x表來(lái)測(cè)算電機(jī)的實(shí)際耗電量，通過(guò)泵的進(jìn)出口壓力及流量至來(lái)確定泵的輸出功率，中央處理機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)x表的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行接收集中處理，計(jì)算出實(shí)時(shí)泵效的情況。通過(guò)泵效變化進(jìn)行原因分析，及時(shí)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整與處理。利用油氣儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化技術(shù)，通過(guò)增加原油粘度、溫度與提高電機(jī)運(yùn)行效率，總體運(yùn)行效率能夠提高5%以上。通過(guò)自動(dòng)化改造的加熱爐，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制火力進(jìn)行調(diào)整和有效切換，并加強(qiáng)了聯(lián)鎖保護(hù)及能耗參數(shù)測(cè)量，能夠大大提高燃燒效率。

操作站庫(kù)包括輸油站、油庫(kù)等部門(mén)，可以結(jié)合實(shí)際需求，預(yù)先設(shè)計(jì)所需的工作技術(shù)流程，為工作人員提供操作依據(jù)。如，在完成接收油氣的工作時(shí)可針對(duì)調(diào)度的具體要求選擇合適的工藝流程，用人工干預(yù)或者自動(dòng)的方法完成工作。選擇使用“人工干預(yù)”流程時(shí)，操作站庫(kù)根據(jù)完成的情況給出下一步操作提示，然后工作人員根據(jù)提示做下一步的工作，如果在操作過(guò)程中和預(yù)先設(shè)定的流程標(biāo)準(zhǔn)不符合，操作站庫(kù)會(huì)給與報(bào)警提示。選擇使用“自動(dòng)”流程時(shí)，相應(yīng)的設(shè)備在根據(jù)預(yù)先設(shè)定的流程步驟自動(dòng)動(dòng)作，同時(shí)對(duì)相應(yīng)的泵和閥門(mén)等設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)督。在付油工作開(kāi)始時(shí)，預(yù)設(shè)輸轉(zhuǎn)量，輸轉(zhuǎn)油量達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，操作站庫(kù)會(huì)在第一時(shí)間給出報(bào)警提示，并自動(dòng)切換油罐。在生產(chǎn)作業(yè)中，操作站庫(kù)會(huì)把每項(xiàng)工作的具體情況記錄在案，并可以設(shè)置自動(dòng)打印時(shí)間，進(jìn)行報(bào)表的打印。

三、實(shí)施操作管理

為了加強(qiáng)操作實(shí)施管理，通過(guò)采用實(shí)施操作記錄，采用管理權(quán)限等方法達(dá)到。提高工作人員對(duì)待工作的責(zé)任心，減少工作操作不當(dāng)引起的事故。崗位巡檢系統(tǒng)也是必不可少的一部分，可以利用它來(lái)檢查各個(gè)崗位工作人員的工作情況，發(fā)現(xiàn)不足之處及時(shí)提醒保障生產(chǎn)的安全性能。操作站庫(kù)還有一個(gè)記錄功能，記錄工作人員的每一項(xiàng)操作并備案存檔，按照實(shí)際操作情況記錄，任何人不得進(jìn)行修改，這種方法達(dá)到了提高工作人員責(zé)任心的效果，減少了事故的發(fā)生。系統(tǒng)發(fā)出的每一次警報(bào)操作站庫(kù)都會(huì)如實(shí)的記錄在案，同樣的任何人不得進(jìn)行修改，通過(guò)對(duì)警報(bào)、作的如實(shí)記錄，可以讓工作人員能夠及時(shí)的處理各項(xiàng)突發(fā)的事故，明確承擔(dān)事故的責(zé)任人，提高了工作效率，減輕了管理人員的工作負(fù)擔(dān)。

總之，自動(dòng)化控制技術(shù)在油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的應(yīng)用，不僅能夠有效的提高儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)效率，也在保證了生產(chǎn)儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的安全性，因此應(yīng)當(dāng)廣泛應(yīng)用和大力推廣。