長(zhǎng)輸油氣管道工藝設(shè)備的自動(dòng)控制技術(shù)研究

陳凱

（深圳中質(zhì)安股份有限公司，廣東深圳518107）

1 長(zhǎng)輸管道自動(dòng)控制的必要性

長(zhǎng)輸油氣管道不僅距離長(zhǎng)、輸送壓力高，在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行管理過(guò)程中，各個(gè)環(huán)節(jié)都有可能存在缺陷點(diǎn)，可能造成管線設(shè)備及連接部位氣體泄漏而引起火災(zāi)、爆炸等事故。

1.1 腐蝕失效時(shí)自動(dòng)控制的重要性

如果防護(hù)不當(dāng)，管道受到大氣中的水分、氧、酸性污染物等物質(zhì)的作用而引起大氣腐蝕。長(zhǎng)輸管道埋地敷設(shè)，因受所處環(huán)境的土壤類型、土壤電阻率、土壤含水量（濕度）、p H、硫化物含量、氧化還原電位、微生物、雜散電流及干擾電流等因素的影響，會(huì)造成管道電化學(xué)腐蝕、化學(xué)腐蝕、微生物腐蝕、應(yīng)力腐蝕和干擾腐蝕等[1]。眾多腐蝕情況如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，后果將是十分嚴(yán)重的，但若是人工去檢測(cè)，將要投入巨大的人力物力，采用自動(dòng)控制手段可以大大地提高工作效率，并且準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)解決問(wèn)題。

1.2 疲勞失效時(shí)自動(dòng)控制的重要性

管道、設(shè)備等設(shè)施在交變應(yīng)力作用下發(fā)生的破壞現(xiàn)象稱為疲勞破壞。交變應(yīng)力是因載荷作用而產(chǎn)生隨時(shí)間周期或無(wú)規(guī)則變化的應(yīng)力。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)作用，管道會(huì)發(fā)生突然破壞。

如果管道經(jīng)常開(kāi)停車或變負(fù)荷，系統(tǒng)流動(dòng)不穩(wěn)定，穿越公路、鐵路處地基振動(dòng)產(chǎn)生管道振動(dòng)，輸送介質(zhì)將在管道內(nèi)部產(chǎn)生不規(guī)則的壓力波動(dòng)，引起交變應(yīng)力。管道內(nèi)部與周圍土壤環(huán)境溫度不同，輸送介質(zhì)流量、溫度變化引起熱應(yīng)力，這種交變熱應(yīng)力也會(huì)導(dǎo)致疲勞失效。

管道、設(shè)備等設(shè)施在制造過(guò)程中，不可避免地存在開(kāi)孔或支管連接，焊縫存在錯(cuò)邊、棱角、余高、咬邊或夾渣、氣孔、裂紋、未焊透、未熔合等內(nèi)部缺陷，這些幾何不連續(xù)將造成應(yīng)力集中。隨著交變應(yīng)力的作用在這些幾何不連續(xù)部位或缺陷部位將產(chǎn)生疲勞裂紋，會(huì)逐漸擴(kuò)展并最終貫穿整個(gè)壁厚，從而導(dǎo)致介質(zhì)泄漏或火災(zāi)、爆炸事故。

當(dāng)管道正常運(yùn)行后，可以通過(guò)自動(dòng)控制技術(shù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的內(nèi)部缺陷，盡早修復(fù)，避免造成重大損失。

1.3 成品油長(zhǎng)輸管道水擊時(shí)自動(dòng)控制的重要性

成品油長(zhǎng)輸管道密閉輸送工藝產(chǎn)生勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生水擊，管道流體流速發(fā)生突然變化時(shí)，會(huì)引起壓力突變，造成壓力波在管內(nèi)迅速傳遞，與出站壓力疊加，使管道超出承載能力，產(chǎn)生破壞，從而引發(fā)安全事故。如果水擊現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，管道可能因振動(dòng)造成疲勞破壞。

另外，管道監(jiān)測(cè)系統(tǒng)故障高壓強(qiáng)水擊波在管道內(nèi)的傳播，不僅造成輸送泵、閥門(mén)、計(jì)量設(shè)施等破壞，而且引起系統(tǒng)各種探測(cè)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，造成整個(gè)系統(tǒng)停運(yùn)。此時(shí)采用自動(dòng)控制技術(shù)就顯得尤其重要，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到各處壓力大小。

除此之外，采用自動(dòng)控制也可以有效避免眾多不必要的危險(xiǎn)情況的發(fā)生，因此，在長(zhǎng)輸油氣管道中采用自動(dòng)控制技術(shù)是十分必要的。

2 長(zhǎng)輸油氣管道工藝設(shè)備的自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐

2.1 管道運(yùn)行中自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

在長(zhǎng)輸油氣管道運(yùn)行過(guò)程中，自動(dòng)控制技術(shù)通過(guò)對(duì)儀器儀表、壓縮機(jī)、泵等設(shè)備的自動(dòng)化監(jiān)控，全方位了解管道的運(yùn)行情況，以便確保整個(gè)運(yùn)輸過(guò)程的安全與穩(wěn)定[2]。具體來(lái)講，自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐主要有以下內(nèi)容：

1）采集運(yùn)行數(shù)據(jù)信息、自動(dòng)化監(jiān)視控制系統(tǒng)、自動(dòng)檢測(cè)泄露情況。自動(dòng)管控技術(shù)可以作為連接管道泄露自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及監(jiān)視控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)提供管道檢測(cè)信息以及定位信息，自動(dòng)管控技術(shù)通過(guò)對(duì)信息的分析以及信號(hào)的預(yù)處理，能夠及時(shí)捕捉管道運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的壓力波變化情況，即使為微小的變化，也能實(shí)現(xiàn)有效感應(yīng)。再通過(guò)泄露判斷以及泄露報(bào)警模塊對(duì)采集信息的分析與處理，判斷運(yùn)輸過(guò)程中管道是否出現(xiàn)了泄露，出現(xiàn)泄露后可以將泄露信息、泄漏點(diǎn)位置傳回終端系統(tǒng)以及執(zhí)行程序當(dāng)中，采取自動(dòng)化控制手段，及時(shí)抑制影響，并為維修人員參考；泄露處理后或未出現(xiàn)泄露情況則會(huì)將信息存儲(chǔ)到歷史數(shù)據(jù)分析模塊、存檔模塊當(dāng)中。自動(dòng)控制技術(shù)利用其強(qiáng)大的信息處理功能以及高效執(zhí)行功能，提升了管道運(yùn)行管理的全面性以及時(shí)效性，減少在泄露判斷、維護(hù)上出現(xiàn)的錯(cuò)誤，能夠?yàn)殚L(zhǎng)輸油氣管道的運(yùn)行提供更完善的保護(hù)。

2）利用混沌理論，通過(guò)超聲波對(duì)管道泄露情況展開(kāi)精準(zhǔn)檢測(cè)?，F(xiàn)階段，該項(xiàng)技術(shù)用于長(zhǎng)輸油氣管道原有管道泄露檢測(cè)以及超聲波信號(hào)檢測(cè)當(dāng)中，其可以識(shí)別不同類型、不同特色的超聲波，對(duì)其聲場(chǎng)進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，并基于Duffing方程的間歇混沌與混沌特征檢測(cè)微弱正弦信號(hào)，再通過(guò)混沌陣子陣列能夠檢測(cè)出微弱信號(hào)的最大頻率，配合鎖相辦法對(duì)信號(hào)的相位以及幅值進(jìn)行精準(zhǔn)分析，將最終的分析結(jié)果運(yùn)用到對(duì)管道運(yùn)行情況的判斷上，可以有效識(shí)別管道是否存在泄露情況、運(yùn)行異常、設(shè)備故障情況，一旦有突發(fā)情況出現(xiàn)，通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)可以快速準(zhǔn)確做出判斷，并向終端系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)信號(hào)，以便問(wèn)題得到快速處理[1]。

3）利用負(fù)壓波識(shí)別管道運(yùn)行模式，準(zhǔn)確判斷管道運(yùn)行情況。這項(xiàng)技術(shù)是自動(dòng)控制技術(shù)全面了解管道運(yùn)行情況的支撐技術(shù)之一，其利用負(fù)壓信號(hào)，進(jìn)行管道內(nèi)運(yùn)輸物質(zhì)檢測(cè)以及定位，與其他技術(shù)相比，其不需要大量管道模型、設(shè)備的配合，工作效率更高、定位與監(jiān)測(cè)效果更好。所以，目前負(fù)壓波識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛，其將壓力傳感器作為識(shí)別信號(hào)的主體，再配合負(fù)壓波對(duì)數(shù)字信號(hào)做出處理，可以準(zhǔn)確的判斷管道內(nèi)的情況。在長(zhǎng)輸油氣管道運(yùn)行過(guò)程，該項(xiàng)技術(shù)的定位精度誤差能夠始終維持在±200m水平上，一旦有突發(fā)情況，如管道泄露量超過(guò)1%時(shí)，則可以通過(guò)聲光警報(bào)及時(shí)傳遞警報(bào)信號(hào)，并自動(dòng)定位泄漏點(diǎn)、監(jiān)控泄露情況。

2.2 管道泄露事故預(yù)防中自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

目前，隨著我國(guó)長(zhǎng)輸油氣管道運(yùn)行負(fù)荷的增加，對(duì)于管道泄露的預(yù)防也成為自動(dòng)化控制的重點(diǎn)工作，利用自動(dòng)控制技術(shù)配合衛(wèi)星通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)輸油氣管道管理系統(tǒng)技術(shù)的革新，能夠有效提升管道泄露預(yù)防的自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化以及智能化水平，減少泄露帶來(lái)的損失以及負(fù)面影響。

現(xiàn)階段，自動(dòng)控制技術(shù)以及與管道模擬仿真技術(shù)有了初步的結(jié)合，通過(guò)實(shí)時(shí)、全面模擬管道內(nèi)部運(yùn)行情況，配合自動(dòng)化控制技術(shù)，可以及早發(fā)現(xiàn)管道的泄漏點(diǎn)，以便技術(shù)人員在泄露發(fā)生前，采取措施進(jìn)行處理，減少泄露問(wèn)題的出現(xiàn)。同時(shí)，自動(dòng)控制技術(shù)與管道效率也有了初步融合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)管道更全面的監(jiān)控，將管道運(yùn)行效率對(duì)管道穩(wěn)定性、管道安全的影響及時(shí)反饋給技術(shù)人員，以便根據(jù)管道的狀態(tài)做好維修以及養(yǎng)護(hù)方案，始終維持管道運(yùn)行的穩(wěn)定，從而規(guī)避泄露問(wèn)題。

3 自動(dòng)控制系統(tǒng)在福建LN G長(zhǎng)輸管道一期的應(yīng)用實(shí)例

3.1 線路工程

中海福建天然氣有限責(zé)任公司LNG站線項(xiàng)目一期工程高壓天然氣長(zhǎng)輸管線包括秀嶼首站～漳州末站干線（190.1km）、秀嶼首站～青口分輸站干線（115.8km）、晉江分輸站～晉江電廠末站支線（37.4km）、翔安分輸站～廈門(mén)電廠末站支線（18.0km）、秀嶼首站～莆田電廠支線（0.5km），管道里程全長(zhǎng)361.8km，沿途經(jīng)過(guò)福建省莆田市、泉州市、廈門(mén)市、漳州市、福州市5個(gè)地級(jí)市。

1）莆田市：秀嶼首站～青口分輸站干線管線自秀嶼首站向東北行進(jìn)，在東沁村南折向西北方向，沿城市道路一側(cè)敷設(shè)至大象村西靠海一側(cè)。之后沿海岸線前進(jìn)，到達(dá)后江村北的勝利大堤南側(cè)，沿靠勝利大堤基礎(chǔ)平臺(tái)敷設(shè)到達(dá)太湖村南，之后管道折向東北方向，到達(dá)位于黃石鎮(zhèn)金山村西的莆田分輸站。此后管道向東北方向前行，在楊芳村東側(cè)與福泉高速公路并行。在江口鎮(zhèn)新墩村穿過(guò)福泉高速公路,在江口鎮(zhèn)港后村穿過(guò)秋蘆溪進(jìn)入福清市境內(nèi)。境內(nèi)管道全長(zhǎng)45.1km。

2）泉州市：秀嶼首站～漳州末站干線管道起自秀嶼首站，出秀嶼首站后穿越湄洲灣，從泉州市的泉港區(qū)界山鎮(zhèn)赤嶼仔村上岸，然后基本與福廈高速公路并行向前到達(dá)丘后村。穿過(guò)324國(guó)道，到達(dá)洛陽(yáng)鎮(zhèn)云莊村。之后管線經(jīng)西溪寮、在溪尾村南穿越泉廈高速公路，向東行進(jìn)，在西湖村南穿越324國(guó)道，并在南安市水頭鎮(zhèn)的仁福村再次穿越324國(guó)道和泉廈高速公路，經(jīng)下溪埔后沿324國(guó)道南側(cè)并行至位于泉州與廈門(mén)交界處的小盈嶺。境內(nèi)管道全長(zhǎng)108.9km。

3）廈門(mén)市：秀嶼首站～漳州末站干線管道從小盈嶺開(kāi)始基本以約50m的間距與泉廈高速公路并行前進(jìn)約1km，穿過(guò)福（州）～廈（門(mén)）高速公路和324國(guó)道然后繼續(xù)與泉廈高速公路并行前進(jìn)，過(guò)浦頭村繼續(xù)與泉廈高速路并行約500m穿過(guò)泉廈高速，在同安區(qū)新民鎮(zhèn)石丹村穿越福廈鐵路后途徑禾山村、劉塘村、巖內(nèi)村，到達(dá)廈門(mén)分輸站，在集美區(qū)后溪鎮(zhèn)東宅村穿過(guò)泉廈高速后并行，在灌口鎮(zhèn)東蔡村穿過(guò)泉廈高速公路和福廈鐵路后并行，在灌口鎮(zhèn)井城村穿過(guò)泉廈高速公路并行，到達(dá)廈門(mén)與漳州交界處。境內(nèi)管道全長(zhǎng)51.0km。

4）漳州市：秀嶼首站～漳州末站干線管線從廈門(mén)與漳州交界處開(kāi)始，沿廈漳高速路并行前進(jìn)，在漳州臺(tái)商投資區(qū)角美鎮(zhèn)吳宅村下穿廈漳高速路，過(guò)坂美村穿九龍江沿324國(guó)道并行前進(jìn)，在龍海市榜山鎮(zhèn)梧浦村上山穿越夏蓉高速沿云洞巖風(fēng)景區(qū)山腳。最后到達(dá)位于龍文區(qū)藍(lán)田鎮(zhèn)蔡板村的漳州末站。境內(nèi)管道全長(zhǎng)19.6km。

5）福州市：秀嶼首站～福州分輸站干線管道穿過(guò)秋蘆溪后進(jìn)入福清縣境內(nèi)，在福清市境內(nèi)管線與福廈高速公路并行前進(jìn)，到達(dá)在宏路鎮(zhèn)東坪村宏路分輸站。之后管線在橋仔頭村離開(kāi)高速在高速和324國(guó)道間繼續(xù)沿東北方向前行，到達(dá)青口鎮(zhèn)，途經(jīng)尚干鎮(zhèn)，到達(dá)祥謙鎮(zhèn)的青口分輸站后，管線連續(xù)翻越約3km山區(qū)段，在烏龍江大橋和高速烏龍江大橋之間穿過(guò)烏龍江，此后管線又翻過(guò)5km長(zhǎng)的山區(qū)段，到達(dá)謝坑村西側(cè)的城門(mén)華潤(rùn)門(mén)站。境內(nèi)管道全長(zhǎng)70.7km。

3.2 管道線路

根據(jù)福建LNG高壓天然氣長(zhǎng)輸管道沿線敷設(shè)地點(diǎn)的地理位置和地質(zhì)條件特征對(duì)其潛在的危險(xiǎn)、有害因素分析如下。

3.2.1 河流、溝渠穿越的影響

本工程輸氣管道沿線多次穿越了河流、溝渠等水域，管道穿越河流、溝渠等水域處若未做水工保護(hù)或水工保護(hù)損毀沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)和采取措施，可能會(huì)對(duì)管道造成沖刷，可能造成管線懸空。

3.2.2 公路、鐵路穿越的影響

本工程輸氣管道沿線穿越鐵路4次，高速公路30次，一、二級(jí)公路39次，三級(jí)及三級(jí)以下等級(jí)公路280多條。對(duì)公路、鐵路進(jìn)行施工或養(yǎng)護(hù)時(shí)，施工之前如果未制訂安全措施，施工過(guò)程如未通知管道運(yùn)營(yíng)單位現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)，可能會(huì)破壞管線，造成天然氣泄漏，遇明火發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。

3.2.3 湄洲灣海域穿越的影響

該工程部分管段穿越湄洲灣，由于海上來(lái)往船只非常多，水上無(wú)序施工、船舶任意擱淺、起拋錨亂作業(yè)和拖網(wǎng)捕魚(yú)等行為，都容易造成管道破損，導(dǎo)致下游用戶供氣中斷等問(wèn)題，給社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人民生活造成重大損失和影響。

另外，海底管道還存在海水腐蝕、海泥腐蝕、雜散電流腐蝕、細(xì)菌海洋生物腐蝕和應(yīng)力腐蝕等，這些風(fēng)險(xiǎn)可能造成的應(yīng)力變形、金屬損失、防腐層破壞、壁厚減少、引起管道撕裂或穿孔，導(dǎo)致輸氣管道泄漏。

為有效維護(hù)該段管道的安全運(yùn)營(yíng)，確保管道周邊民眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，福建LNG與福建公安邊防總隊(duì)海警第二支隊(duì)二大隊(duì)簽訂了“關(guān)于加強(qiáng)湄洲灣海底天然氣管道安保工作的協(xié)議”，協(xié)議中明確了重點(diǎn)保護(hù)的區(qū)域及采取的對(duì)策措施。

重點(diǎn)保護(hù)的區(qū)域包括：湄洲灣海底管道兩側(cè)各100m的海域內(nèi)禁止拋錨區(qū)域和管道附近禁止采砂區(qū)域。

采取的對(duì)策措施為：（1）海警二大隊(duì)建立對(duì)重點(diǎn)保護(hù)區(qū)域的常態(tài)化巡邏機(jī)制，每周對(duì)管道保護(hù)區(qū)域開(kāi)展一次巡邏工作，巡邏期間視情況對(duì)周邊船只開(kāi)展管道保護(hù)宣傳工作；（2）提高該段管道安保等級(jí)，保障充足警力、裝備，及時(shí)對(duì)關(guān)于重點(diǎn)保護(hù)區(qū)域內(nèi)的拋錨、托錨、挖砂、打樁等非法活動(dòng)的報(bào)警進(jìn)行出警處理；（3）協(xié)助福建LNG開(kāi)展海上管道保護(hù)宣傳工作。

該段管道自投產(chǎn)至今，運(yùn)行平穩(wěn)，未發(fā)生天燃?xì)夤艿佬孤┦鹿省?/p>

3.3 自動(dòng)控制技術(shù)

3.3.1 自控

本工程管道全線采用以計(jì)算機(jī)為核心的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA系統(tǒng)）完成管道全線輸氣站及線路截?cái)嚅y的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控和管理等任務(wù)，全線調(diào)控中心設(shè)在秀嶼接收站中央控制室。SCADA系統(tǒng)主要由中央控制室的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、站控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)構(gòu)成。

SCADA系統(tǒng)的控制水平達(dá)到在中央控制室完成對(duì)全線各個(gè)站場(chǎng)、線路截?cái)嚅y室的監(jiān)控、調(diào)度、管理等任務(wù)。同時(shí)，沿線各站的站控制系統(tǒng)可獨(dú)立監(jiān)控該站運(yùn)行，并將有關(guān)信息提供給中央控制室。

在沿線各分輸站分別設(shè)置SCADA站控系統(tǒng)（SCS），在干線及支線的線路截?cái)嚅y室設(shè)置遠(yuǎn)程終端裝置（RTU）。

本工程SCADA系統(tǒng)的控制和管理分為3級(jí)：第1級(jí)為中央控制室監(jiān)視、控制及調(diào)度管理；第2級(jí)為站控制室控制；第3級(jí)為就地手動(dòng)控制。在正常情況下，由中央控制室對(duì)管道全線進(jìn)行監(jiān)視和控制。當(dāng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)發(fā)生故障或控制中心主計(jì)算機(jī)發(fā)生故障或系統(tǒng)檢修時(shí)，通過(guò)站控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)各站的監(jiān)視與控制。當(dāng)進(jìn)行設(shè)備檢修或緊急切斷時(shí)，可采用就地手動(dòng)控制方式。

1）中央控制室的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)按客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)設(shè)置。其操作系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。局域網(wǎng)采用冗余配置。操作員工作站、工程師工作站等均作為局域網(wǎng)上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，共享服務(wù)器的資源。

2）秀嶼中央控制室與各站控系統(tǒng)采用雙向點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式。秀嶼中央控制室與各站控系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通過(guò)郵電公網(wǎng)的SDH專用通道傳輸，備用信道采用FR專用通道傳輸。

3）在站場(chǎng)工藝設(shè)備區(qū)和發(fā)電機(jī)房設(shè)有可燃?xì)怏w探測(cè)器，站控室設(shè)有可燃?xì)怏w控制盤(pán)，對(duì)站場(chǎng)可燃?xì)怏w濃度進(jìn)行監(jiān)視和報(bào)警。在各站場(chǎng)重要房間（例如，站控室、站控機(jī)房、UPS間等）設(shè)置有火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置包括：感溫探測(cè)器、感煙探測(cè)器、聲光報(bào)警器、手動(dòng)報(bào)警按鈕、緊急啟動(dòng)按鈕、緊急停止按鈕等。

4）站控制系統(tǒng)是SCADA系統(tǒng)的遠(yuǎn)方控制單元，它不但能獨(dú)立完成對(duì)所在站的數(shù)據(jù)采集和控制，而且將有關(guān)信息傳送給中央控制室并接受中央控制室下達(dá)的命令。站控制系統(tǒng)主要由過(guò)程控制單元、操作員工作站、數(shù)據(jù)通信接口等構(gòu)成。

3.3.2 通信系統(tǒng)

本工程管道通信采用光纜通信作為主用通信方式，公網(wǎng)通信為備用。各站場(chǎng)依托公網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)置有電話、傳真等。站場(chǎng)巡檢語(yǔ)音通信采用防爆無(wú)線對(duì)講機(jī)。并且各站均配備1部防爆移動(dòng)手機(jī)，用于巡檢搶修應(yīng)急通信。

4 長(zhǎng)輸油氣管道工藝設(shè)備的自動(dòng)控制技術(shù)未來(lái)發(fā)展

隨著自動(dòng)控制技術(shù)在長(zhǎng)輸油氣管道工藝設(shè)備中的運(yùn)用，對(duì)其功能以及作用的要求也逐步提高，因此，在長(zhǎng)輸油氣管道工藝設(shè)備的自動(dòng)控制技術(shù)未來(lái)發(fā)展中應(yīng)實(shí)現(xiàn)與仿真、信息技術(shù)更深入的融合，真正實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守與遠(yuǎn)程調(diào)控管理，這將從根本上優(yōu)化長(zhǎng)輸油氣管工藝設(shè)備控制工作模式。

4.1 模擬仿真系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展

模擬仿真系統(tǒng)配合自動(dòng)控制技術(shù)是當(dāng)前長(zhǎng)輸油氣管道工藝設(shè)備控制的主要模式，但現(xiàn)階段對(duì)于模擬仿真系統(tǒng)的功能開(kāi)發(fā)還處于淺層階段，未來(lái)應(yīng)充分利用模擬仿真系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)方案，從更多元維度對(duì)油氣管道運(yùn)行情況進(jìn)行描述，如溫度、流量、壓力、時(shí)間等，并對(duì)變量展開(kāi)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，建立起能夠動(dòng)態(tài)反饋狀態(tài)的方程，從而更精準(zhǔn)地展開(kāi)控制工作[2]。

4.2 SCA D A系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展

SCADA系統(tǒng)是油氣管道工藝設(shè)備自動(dòng)控制的基礎(chǔ)，其將計(jì)算機(jī)、展控制、閥室RTU等系統(tǒng)連接起來(lái)組建調(diào)度控制中心，由操作人員根據(jù)匯總反饋的管道運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)泵、閥、壓縮機(jī)等設(shè)備進(jìn)行調(diào)控，以便保持管道運(yùn)行平穩(wěn)。但目前SCADA系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操作功能以及部分設(shè)備的控制還存在缺陷，如在調(diào)度控制中心無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程啟停、無(wú)法獲取多維度狀態(tài)反饋信號(hào)等。因此，在未來(lái)的發(fā)展中，需要不斷完善系統(tǒng)功能，保障其能夠?qū)τ蜌夤艿肋\(yùn)行中所有設(shè)備都能夠展開(kāi)有效的控制，并通過(guò)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的了解，提升自動(dòng)控制水平。

4.3 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展

現(xiàn)階段，數(shù)據(jù)采集工作主要有SCADA系統(tǒng)內(nèi)的通信網(wǎng)絡(luò)采集站場(chǎng)完成，其可以采集管道狀態(tài)信息、線路信息、設(shè)備信息、閥室信息，讓調(diào)度中心全方位了解管道運(yùn)行狀態(tài)，但其在線路管理、運(yùn)營(yíng)管理、資產(chǎn)管理等方面發(fā)揮的作用并不完善，主要原因在于油氣管道狀態(tài)以及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)十分復(fù)雜，需要從多個(gè)角度展開(kāi)描述，但當(dāng)前的技術(shù)僅能實(shí)現(xiàn)壓力、超聲波等角度展開(kāi)描述，因此，無(wú)法保障數(shù)據(jù)采集的全面性。在未來(lái)，還需要針對(duì)數(shù)據(jù)采集與管理進(jìn)行優(yōu)化，以便更全面的反饋信息。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文對(duì)現(xiàn)階段長(zhǎng)輸油氣管道工藝設(shè)備的自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐進(jìn)行了分析，并從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度考慮了長(zhǎng)輸油氣管道未來(lái)發(fā)展中對(duì)自動(dòng)控制技術(shù)的要求，希望通過(guò)此次論述讓同行業(yè)認(rèn)識(shí)到自動(dòng)控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與價(jià)值，并在工作中不斷探究與創(chuàng)新，優(yōu)化自動(dòng)控制技術(shù)，為長(zhǎng)輸油氣管道運(yùn)行提供更全面的保障。