LNG接收站的數(shù)字化管理建設(shè)與應(yīng)用

王同升，楊薇(新地能源工程技術(shù)有限公司，河北 廊坊 065001)

0 引言

在LNG生產(chǎn)儲(chǔ)運(yùn)過程中，LNG接收站起著關(guān)鍵作用。以數(shù)字化形式對(duì)LNG接收站進(jìn)行管理建設(shè)一方面能夠提高對(duì)LNG接收站各個(gè)設(shè)備的監(jiān)控能力，降低安全事故發(fā)生的概率；另一方面也能夠降低LNG接收站的人工成本，提高LNG接收站的信息化程度以及機(jī)械化程度，是LNG接收站未來發(fā)展的重要方向之一。

1 LNG接收站簡析

在中國能源緊缺問題日益嚴(yán)峻的背景下，LNG作為更加清潔、高效且具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值、儲(chǔ)量豐富的新能源之一，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)發(fā)展以及行業(yè)發(fā)展中都有著十分重要的意義。

近年來，中國天然氣的進(jìn)口量以及天然氣開采總量不斷提高，天然氣已經(jīng)成為中國重要的能源之一，而LNG接收站的運(yùn)營以及發(fā)展為國家的能源安全、填補(bǔ)能源缺口提供了重要的支持，特別是在綠色生產(chǎn)以及環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排等發(fā)展目標(biāo)的背景下，LNG的節(jié)能減排以及LNG接收站的發(fā)展成為行業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)問題[1]。這不僅關(guān)系著相關(guān)產(chǎn)業(yè)在中國的發(fā)展前景以及發(fā)展方向，更與中國的能源安全以及能源發(fā)展戰(zhàn)略有著十分密切的聯(lián)系。在LNG儲(chǔ)運(yùn)過程中，LNG接收站是指儲(chǔ)存LNG并接收，向外輸送天然氣的重要單位，它包括碼頭以及儲(chǔ)罐區(qū)，在LNG儲(chǔ)運(yùn)產(chǎn)業(yè)鏈有著十分廣闊的應(yīng)用前景。而在現(xiàn)代信息技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，如何提高LNG接收站的信息化程度以及數(shù)字化程度成為LNG接收站未來發(fā)展的方向。

2 LNG接收站數(shù)字化建設(shè)中存在的問題

目前LNG接收站在數(shù)字化建設(shè)方面主要存在以下3點(diǎn)問題：

首先，LNG接收站的數(shù)字化管理建設(shè)缺乏專業(yè)的管理人才以及管理技術(shù)、設(shè)備等。數(shù)字化LNG接收站建設(shè)需要依托先進(jìn)的信息技術(shù)以及專業(yè)的管理人才，但目前中國LNG接收站數(shù)字化建設(shè)仍以技術(shù)建設(shè)為主，對(duì)管理人才方面有所欠缺，對(duì)數(shù)字化建設(shè)整體不夠重視，在建設(shè)中存在故步自封思想。

其次，缺乏有效的數(shù)字化建設(shè)管理平臺(tái)。為了提高LNG接收站數(shù)字化管理的效率，建立統(tǒng)一集中的數(shù)字化管理平臺(tái)十分必要，但目前LNG接收站數(shù)字化建設(shè)以技術(shù)更替為主，對(duì)管理平臺(tái)建設(shè)缺乏必要的討論以及研究。

最后，數(shù)字化建設(shè)缺乏設(shè)備支持，企業(yè)信息平臺(tái)建設(shè)遲緩。數(shù)字化建設(shè)最大的優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)LNG接收站各個(gè)設(shè)備運(yùn)行狀況數(shù)據(jù)的監(jiān)控以及管理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)LNG接收站的整體管理以及調(diào)配。但數(shù)字化管理是在建設(shè)數(shù)字化管理平臺(tái)基礎(chǔ)上所開展的一項(xiàng)管理活動(dòng)，目前中國LNG接收站對(duì)于數(shù)字化信息平臺(tái)的建設(shè)依舊較為緩慢，缺乏必要的技術(shù)支持。

3 數(shù)字化管理建設(shè)的重要性

LNG接收站作為LNG存儲(chǔ)以及調(diào)配的重要單位之一，如果缺乏統(tǒng)一且有力度的管理、監(jiān)控，極有可能發(fā)生安全故障事故以及運(yùn)行危險(xiǎn)。在LNG接收站建設(shè)中，潛在危險(xiǎn)主要有以下幾方面：首先，低溫危險(xiǎn)。如果LNG儲(chǔ)罐區(qū)以及碼頭的溫度過低，極有可能導(dǎo)致LNG接收站的部分設(shè)備出現(xiàn)由于溫度過低無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，進(jìn)而導(dǎo)致天然氣泄漏或引發(fā)其他安全事故。其次，BOG危險(xiǎn)性。由于外界溫度以及能量的變化會(huì)使LNG出現(xiàn)蒸發(fā)的情況，進(jìn)而形成蒸發(fā)氣體，這一種氣體就是BOG。而在LNG儲(chǔ)存時(shí)，雖然儲(chǔ)罐本身發(fā)生蒸發(fā)幾率較低，但也有可能對(duì)LNG接收站的安全產(chǎn)生一定的不良影響，一旦出現(xiàn)大量蒸發(fā)氣體，有可能引發(fā)火災(zāi)等嚴(yán)重情況[2]。此外，在原本LNG接收站建設(shè)中，LNG接收站的工作人員的人身安全也受到LNG接收站內(nèi)部工作溫度較低且容易出現(xiàn)觸電等情況的危險(xiǎn)。

在此背景下，加強(qiáng)LNG接收站的數(shù)字化管理建設(shè)一方面能夠降低人工在LNG接收站運(yùn)行中的比重，進(jìn)而降低工作人員出現(xiàn)人身危險(xiǎn)的概率；另一方面，人工成本降低也有助于企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益。此外，數(shù)字化管理建設(shè)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)LNG接收站24 h不間斷的監(jiān)控，對(duì)于儲(chǔ)罐區(qū)以及碼頭區(qū)而言，加強(qiáng)監(jiān)控能夠提高對(duì)BOG的預(yù)警以及低溫預(yù)警，進(jìn)而降低安全事故發(fā)生的概率。

4 LNG接收站數(shù)字化管理建設(shè)內(nèi)容

對(duì)于LNG接收站而言，數(shù)字化管理是重要的管理形式之一，其建設(shè)應(yīng)當(dāng)從信息化建設(shè)出發(fā)，以LNG接收站的建設(shè)工程以及工藝流程為建設(shè)基礎(chǔ)對(duì)LNG接收站進(jìn)行分解，并按照數(shù)字化管理建設(shè)的系統(tǒng)框架進(jìn)行分析以及構(gòu)建[3]。LNG接收站的數(shù)字化管理分為基礎(chǔ)設(shè)備層、數(shù)據(jù)層、平臺(tái)層及應(yīng)用層，其中應(yīng)用層側(cè)重于對(duì)數(shù)字化管理的應(yīng)用，而數(shù)字化管理的構(gòu)建主要以基礎(chǔ)設(shè)備層、數(shù)據(jù)層和平臺(tái)層為核心。對(duì)此，文章結(jié)合LNG接收站具體工作流程分析研究如下：

首先，在基礎(chǔ)設(shè)備層，工作人員應(yīng)當(dāng)深入了解LNG接收站的具體工藝以及工作流程，包括碼頭、儲(chǔ)罐區(qū)的工作流程等，在后續(xù)數(shù)字化管理建設(shè)中應(yīng)當(dāng)明確LNG接收站基礎(chǔ)設(shè)備運(yùn)行以及安全維護(hù)中的注意事項(xiàng)。其次，在數(shù)據(jù)層，工作人員應(yīng)當(dāng)從空間數(shù)據(jù)以及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)兩個(gè)角度進(jìn)行分析?？臻g數(shù)據(jù)是對(duì)LNG接收站碼頭區(qū)和儲(chǔ)罐區(qū)的空間維度、地理環(huán)境以及三維模型等數(shù)據(jù)的分析，工作人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體的分析數(shù)據(jù)構(gòu)建不同的數(shù)據(jù)庫。而業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫則更加實(shí)時(shí)、更加有針對(duì)性，主要應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備的數(shù)據(jù)分析，工作人員在構(gòu)建時(shí)應(yīng)當(dāng)從機(jī)械設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、設(shè)備管理數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)運(yùn)營數(shù)據(jù)等角度構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。最后，平臺(tái)層主要是指企業(yè)可視化平臺(tái)、共享平臺(tái)以及數(shù)據(jù)接口平臺(tái)等，平臺(tái)層是數(shù)字化管理應(yīng)用的重要前提和基礎(chǔ)。在建設(shè)流程的基礎(chǔ)上，文章對(duì)LNG接收站的數(shù)字化管理建設(shè)具體分析如下：

4.1 三維數(shù)字系統(tǒng)

三維數(shù)字系統(tǒng)是為了保證數(shù)據(jù)層中空間數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性以及穩(wěn)定性而構(gòu)建的數(shù)字系統(tǒng)之一，它能夠幫助LNG接收站打造更加精準(zhǔn)、覆蓋面更廣的數(shù)字化管理。對(duì)此，文章以自定義瀏覽形式為基礎(chǔ)構(gòu)建三維數(shù)字系統(tǒng)。自定義瀏覽形式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)LNG接收站具體機(jī)械設(shè)備以及管線的查找和數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)分析等，如顯示具體機(jī)械設(shè)備的坐標(biāo)、水平和垂直距離量測(cè)。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工作人員可以采用儀表、閥門等不同的設(shè)計(jì)形式，并且按照設(shè)計(jì)手冊(cè)以及設(shè)計(jì)圖紙打造三維模型。而為了令三維數(shù)字系統(tǒng)更加精準(zhǔn)，工作人員應(yīng)當(dāng)做好前期調(diào)研，嚴(yán)格測(cè)量LNG接收站各個(gè)地點(diǎn)以及機(jī)械設(shè)備等數(shù)據(jù)參數(shù)。特別是對(duì)于有隱蔽區(qū)域以及地下管線的機(jī)械設(shè)備，LNG接收站工作人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合LNG接收站的具體設(shè)計(jì)圖紙對(duì)LNG接收站進(jìn)行精準(zhǔn)度更高的整體測(cè)量。

4.2 智能巡視檢查系統(tǒng)

傳統(tǒng)的LNG接收站管理主要以人工巡檢為主，這種方式檢查效率較低，且人工巡檢在數(shù)據(jù)校準(zhǔn)上有可能出現(xiàn)錯(cuò)誤，不利于LNG接收站的整體管理。此外，傳統(tǒng)的人工巡檢方式在巡檢后將表格以紙質(zhì)的方式進(jìn)行儲(chǔ)存，紙質(zhì)檔案有可能出現(xiàn)火災(zāi)等安全隱患，不利于LNG接收站的管理。而在傳統(tǒng)人工巡檢的基礎(chǔ)上加入的智能巡視檢查系統(tǒng)能夠通過自身的系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)分析管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)巡檢設(shè)備以及巡檢線路的檢查。在具體實(shí)施階段，工作人員以智能巡視檢查系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過統(tǒng)一性的數(shù)據(jù)平臺(tái)開展智能巡檢，并制定智能巡視檢查的具體路線、巡視檢查的機(jī)械設(shè)備具體次數(shù)等，其檢查過程更加簡化便捷，且精準(zhǔn)度更高。除此之外，智能巡視檢查系統(tǒng)的全部工作流程以及過程性數(shù)據(jù)、結(jié)果數(shù)據(jù)都以電子化的形式上傳到統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)當(dāng)中，這樣既便于LNG接收站對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存以及分析，能有效提高LNG接收站對(duì)數(shù)據(jù)資料的利用度，工作人員只需要在平臺(tái)上輸入關(guān)鍵字就可以查詢相應(yīng)的智能巡視檢查記錄。該系統(tǒng)的構(gòu)建主要借助著GPS系統(tǒng)以及GPRS系統(tǒng)對(duì)工作人員以及智能巡檢系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)督和輔助工作，工作人員需要將數(shù)據(jù)發(fā)送到對(duì)應(yīng)的平臺(tái)服務(wù)器上，并通過服務(wù)器進(jìn)行儲(chǔ)存歷史記錄查詢以及數(shù)據(jù)輸出。

4.3 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集的內(nèi)容主要包括數(shù)字化管理建設(shè)的過程性數(shù)據(jù)采集以及具體進(jìn)行設(shè)備的信息數(shù)據(jù)采集。過程性數(shù)據(jù)采集以施工數(shù)據(jù)采集為主，它是指LNG接收站工程在建設(shè)施工過程中的施工數(shù)據(jù)，主要包括測(cè)量數(shù)據(jù)、材料數(shù)據(jù)以及具體施工影像資料、過程數(shù)據(jù)、質(zhì)量檢驗(yàn)數(shù)據(jù)等；而設(shè)備信息數(shù)據(jù)主要以LNG接收站的機(jī)械設(shè)備為主，包括儲(chǔ)罐數(shù)據(jù)、罐內(nèi)低壓泵數(shù)據(jù)、氮?dú)庀到y(tǒng)數(shù)據(jù)、火炬系統(tǒng)數(shù)據(jù)、消防系統(tǒng)數(shù)據(jù)等[4]。對(duì)于數(shù)據(jù)采集而言，強(qiáng)化數(shù)據(jù)采集的標(biāo)準(zhǔn)不僅有助于統(tǒng)一數(shù)字化管理建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，更有助于企業(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)LNG接收站生產(chǎn)運(yùn)營精細(xì)化管理，對(duì)此文章從計(jì)劃、實(shí)施到衡量3個(gè)階段對(duì)數(shù)據(jù)采集的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析。

在計(jì)劃階段，工作人員需要對(duì)LNG接收站工程建設(shè)的項(xiàng)目需求進(jìn)行分析，并以此為基礎(chǔ)制定實(shí)施階段的具體方案。實(shí)施階段，主要包括數(shù)據(jù)采集的模板以及數(shù)據(jù)采集的實(shí)施方案兩個(gè)方面。數(shù)據(jù)采集的模板又以數(shù)據(jù)分類、采集范圍、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和采集模板為主，而實(shí)施方案主要包括采集技術(shù)和采集方案兩種。衡量階段主要是指LNG接收站聯(lián)合專家小組對(duì)實(shí)施階段中數(shù)據(jù)采集模板的數(shù)據(jù)分類和數(shù)據(jù)采集實(shí)施方案進(jìn)行審查，并編制相應(yīng)的手冊(cè)，具體部署數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。具體而言，數(shù)據(jù)采集的流程包括規(guī)劃實(shí)施數(shù)據(jù)、檢查數(shù)據(jù)、抽查數(shù)據(jù)、校對(duì)以及核對(duì)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)入庫等環(huán)節(jié)，參與方既包括LNG接收站的施工單位、監(jiān)理部門又包括數(shù)字化建設(shè)單位以及完整性管理小組等。相關(guān)單位部門在數(shù)字化管理建設(shè)中必須保證數(shù)據(jù)采集的精準(zhǔn)性以及所采集數(shù)據(jù)的正確性、采集的效率，不斷提高數(shù)據(jù)管理的精準(zhǔn)度。

5 結(jié)語

綜上所述，對(duì)LNG接收站進(jìn)行數(shù)字化管理是LNG產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大勢(shì)所趨，但目前在LNG接收站數(shù)字化建設(shè)中存在缺乏系統(tǒng)性的數(shù)字化管理方案以及數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)等問題。相關(guān)單位應(yīng)加強(qiáng)研究，并結(jié)合建設(shè)實(shí)際提高數(shù)字化管理建設(shè)質(zhì)量，讓數(shù)字化管理方案在LNG的安全儲(chǔ)運(yùn)、精準(zhǔn)管控、降本增效等方面發(fā)揮更大的作用。