自動化技術(shù)在天然氣管道輸送中的應(yīng)用

鄧杰

【摘 要】隨著社會市場經(jīng)濟(jì)進(jìn)步和發(fā)展，油氣資源的需求量不斷地急速增長，而實(shí)際所面對的自然資源有限，資源供需日益緊張，任何緩解供需矛盾，盡可能的使得資源利用最大化，以保障其對經(jīng)濟(jì)增長。面臨當(dāng)下的情況，國內(nèi)的油氣資源開發(fā)規(guī)模不斷地擴(kuò)大，長遠(yuǎn)的運(yùn)輸管道建設(shè)以及相關(guān)技術(shù)不斷地發(fā)展，隨著自動化技術(shù)的漸漸融合，使得天然氣管道運(yùn)輸技術(shù)取得巨大的進(jìn)步，但是還是存在一些問題，需要進(jìn)一步研究。本文主要通過介紹天然氣管道輸送自動化技術(shù)的現(xiàn)狀，分析如何提高天然氣管道輸送自動化技術(shù)，最后提出提高天然氣管道輸送效率和提高對天然氣資源的利用率的相應(yīng)措施，進(jìn)而為天然氣管道輸送提供科學(xué)技術(shù)支持。

【關(guān)鍵詞】天然氣管道輸送；自動化技術(shù)；應(yīng)用

天然氣管道是一種完成天然氣資源運(yùn)輸?shù)妮d體，能夠?qū)崿F(xiàn)從開采地到直接用戶端，整個天然氣管道是由各種設(shè)施和設(shè)備以及各種技術(shù)組成的巨大系統(tǒng)，綜合優(yōu)化系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)天然氣輸送的效益最大化。管道輸送的自動化包括從開采地氣井到用戶整個線路，這一技術(shù)能夠完成從氣井到集輸管網(wǎng)，其中包含油氣的凈化，利用輸送管線完成用戶接用，整個過程各個部分通過網(wǎng)絡(luò)化和智能信息化集合成一體，組成了天然氣輸送系統(tǒng)。

一、天然氣管道輸送自動化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）國外天然氣管道輸送自動化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

國外的氣田無論在開采還是技術(shù)支持上基本上都領(lǐng)先國內(nèi)，其長管輸送技術(shù)也比較成熟，隨著新世紀(jì)的到來，進(jìn)入了信息網(wǎng)絡(luò)時代，在智能制造、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)的支持下，加快了天然氣輸送系統(tǒng)的自動化技術(shù)發(fā)展和廣泛應(yīng)用。天然氣管道輸送自動化技術(shù)的應(yīng)用，給資源能源的輸送帶來巨大的便利，不僅大大的提高了天然氣的利用效率，同時也擴(kuò)大了能源企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模，自動化技術(shù)貫穿輸氣管線、集氣管網(wǎng)、氣井和用戶，將其緊密聯(lián)系集成一體，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、控制技術(shù)在天然氣的應(yīng)用過程中，同時也給天然氣管道的設(shè)計、規(guī)劃、管理運(yùn)行等環(huán)節(jié)帶來極大的便利，提供更加精確且及時的信息資料。自動化技術(shù)的引入使得天然氣整個供氣系統(tǒng)更安全可靠，利用率更高，以及更加完善的用戶服務(wù)。

（二）我國天然氣管道輸送自動化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

我國長輸送型管網(wǎng)主要是以西氣東輸項目為主要代表，西氣東輸項目中的天然氣輸送自動化技術(shù)最能體現(xiàn)出我國在氣體輸送自動化這一塊的發(fā)展水平。目前，國內(nèi)的自動化氣體輸送技術(shù)已經(jīng)達(dá)到與發(fā)達(dá)國家的同類的技術(shù)水平，自動化技術(shù)中采用了邢和衛(wèi)星遙感技術(shù)來對整個輸送系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和在線監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)管道的數(shù)字化管理，利用超聲波流量計對天然氣進(jìn)行計量，所使用的天然氣壓縮機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動化控制設(shè)備。管道運(yùn)輸自動化技術(shù)的應(yīng)用通過其自動化的管理和監(jiān)測降低甚至杜絕了故障的出現(xiàn)，保障了企業(yè)的生產(chǎn)安全。

二、提高我國天然氣管道輸送自動化技術(shù)應(yīng)用的措施

近幾年來，隨著我國智能科技和經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，大大促進(jìn)了天然氣管道輸送自動化技術(shù)的發(fā)展，并取得了巨大的進(jìn)步，相比于國外的自動化技術(shù)應(yīng)用，還有一段路要走。天然氣管道輸送自動化技術(shù)中不僅包含自動化與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，同時還涉及GIS的使用，以及天然氣管道的設(shè)計、管路規(guī)劃、施工以及監(jiān)測等。此外，自動化技術(shù)應(yīng)用在天然氣管道施工管理過程中，很大程度上降低管理成本，還能及時發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，處理管理中的問題。目前，國外主要針對在非穩(wěn)定工況下的天然氣管道輸氣管網(wǎng)的最優(yōu)控制的研究，調(diào)查表明，動態(tài)優(yōu)化控制可以實(shí)現(xiàn)降低大約17%的能耗費(fèi)用，還能對動態(tài)時間實(shí)現(xiàn)有效地控制。因而，根據(jù)實(shí)際情況和當(dāng)前的狀況，提出以下五大措施，旨在提高管道輸送自動化技術(shù)。

（一）大力推廣SCADA系統(tǒng)的運(yùn)用

SCADA系統(tǒng)是數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)的集合體，該系統(tǒng)主要通過運(yùn)用計算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)輸過程中的控制與調(diào)度的自動化系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)在天然氣長輸管道輸送中的應(yīng)用，不僅能監(jiān)控、自動調(diào)節(jié)天然氣的生產(chǎn)、輸送過程之外，還能一定程度上提高天然氣調(diào)節(jié)精度。同時，此系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)實(shí)時收集、記錄、整理及分析輸送過程中的各個相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，能夠及時的排除或處理系統(tǒng)中的隱患問題，進(jìn)一步提高管道輸送的安全性，從而保證自動化技術(shù)的可靠性。SCADA系統(tǒng)應(yīng)用在調(diào)控中心，可以對天然氣管道數(shù)據(jù)實(shí)時監(jiān)控，相關(guān)工作人員只需查看控制界面的數(shù)據(jù)顯示，如站內(nèi)壓力和溫度及閥位的數(shù)據(jù)，進(jìn)而調(diào)節(jié)壓縮機(jī)增壓模式傳輸?shù)较掠螝庹緢?，保證天然氣輸送的穩(wěn)定運(yùn)行?，F(xiàn)階段，國內(nèi)天然氣管道的輸送普遍采用SCADA系統(tǒng)，有效地實(shí)現(xiàn)了管道運(yùn)輸?shù)淖詣踊?/p>

（二）使用多款智能化軟件

天然氣管道輸送中，除了應(yīng)用SCADA系統(tǒng)之外，還可以通過融合其他智能軟件，來進(jìn)一步提升天然氣管道輸送的自動化程度，使用管道模擬仿真軟件進(jìn)行預(yù)先模擬，GPS及GIS等先進(jìn)技術(shù)對天然氣管道的勘測、監(jiān)控，測量及問題處理等，同時通過應(yīng)用多個軟件對收集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和決策，避免漏洞的出現(xiàn)，將信息數(shù)據(jù)集成一體便于查詢，分別從天然氣管道輸送自動化技術(shù)的硬件和軟件上來進(jìn)一步提高自動化程度，提高氣體輸送效率，降低天然氣的輸送整體成本。

（三）合理優(yōu)化管道輸送干線

天然氣管道輸送過程中除了應(yīng)用智能軟件和SCADA系統(tǒng)之外，同時也要重視對天然氣管道輸送管網(wǎng)的規(guī)劃和硬件的設(shè)施優(yōu)化。目前，天然氣管道輸送自動化程度較高而且輸送管網(wǎng)密度大的歐美地區(qū)，不僅實(shí)現(xiàn)了各個國家各個地區(qū)的天然氣管道相同，采用的海底管網(wǎng)鋪設(shè)，視線里天然氣的國際互通，很大程度上利用了自動化在天然氣管道輸送中帶來的優(yōu)勢。因此，合理的優(yōu)化天然氣輸送管道，在保證輸送硬件的前提下，才能確保其作為自動化技術(shù)的載體，在天然氣管道輸送方面發(fā)揮最大的效用。

（四）優(yōu)化天然氣輸送管道

提高天然氣管道的輸送效率，通過在天然氣輸送管道內(nèi)部填涂一層特殊材料，減少天然氣在管道輸送過程中的阻力、壓損等，提升整體輸氣量6%左右，很大程度的降低故障的發(fā)生率，更好地實(shí)現(xiàn)自動化目標(biāo)，，進(jìn)而全面實(shí)現(xiàn)天然氣管道輸送的自動化。

（五）加大資金投入提升自動化系統(tǒng)智能程度

國內(nèi)越來越多的天然氣管道輸送采用智能SCADA系統(tǒng)，整體實(shí)現(xiàn)天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)的自動化，各個相關(guān)的智能軟件的結(jié)合，不斷地提升了天然氣管道輸送的自動化程度。如西氣東輸一二線管道和陜西-北京天然氣管道輸送等都有較強(qiáng)的自動化能力。在這些系統(tǒng)和軟件的運(yùn)用過程中，難免會出現(xiàn)不可避免的故障和問題，為了保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行，這就要求相關(guān)技術(shù)人員的后期維護(hù)工作到位。工作人員通過觀察壓縮機(jī)和輸送過程的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過顯示器加載數(shù)據(jù)獲取三維彩色圖形，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)模擬動態(tài)圖，更好地呈現(xiàn)出管道輸送的實(shí)時狀況。

三、結(jié)語

綜上所述，在天然氣管道輸送中應(yīng)用自動化技術(shù)是提高我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要途徑，自動化的運(yùn)用，不僅能夠提高輸送效率，而且還能實(shí)時控制天然氣輸送量，提高其控制的精確程度，已經(jīng)成為天然氣管道輸送未來的發(fā)展方向。

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