天然氣管道輸送自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用及研究

＊張盼 王江超

（咸陽(yáng)市天然氣有限公司 陜西 712000）

引言

管道運(yùn)輸作為天然氣輸送的重要方式，在自動(dòng)化技術(shù)的支持下，有效提高了天然氣傳輸效率，同時(shí)也保障天然氣輸送安全。但是由于天然氣管道輸送是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，因此必須注重自動(dòng)化技術(shù)的合理運(yùn)用，使天然氣管道輸送自動(dòng)化控制更加科學(xué)，才能保障天然氣傳輸?shù)陌踩耘c可靠性。

1.天然氣概述

從天然氣的本質(zhì)來(lái)看，它是大自然中一種天然的可燃性氣體，其主要形成于巖石圈、水圈以及大氣圈，而天然氣在大自然中存在的形式也包括很多種，例如油田氣、煤層氣、氣田氣以及生物氣等。這些被人們統(tǒng)稱(chēng)為天然氣，從能源角度來(lái)看，天然氣指的是儲(chǔ)藏在地層深處的烴類(lèi)氣體混合物，而在石油領(lǐng)域中一般以烴類(lèi)化合物為主，其中也包含非烴類(lèi)氣體混合物。

在上世紀(jì)初期，全球的經(jīng)濟(jì)發(fā)展都離不開(kāi)煤炭資源的應(yīng)用，但隨著煤炭資源的不斷減少以及對(duì)環(huán)境造成的污染，人們逐漸探索出相比煤炭資源更具利用價(jià)值的天然氣能源，從而對(duì)社會(huì)發(fā)展起到了良好的促進(jìn)作用。隨著世界各國(guó)對(duì)天然氣能源開(kāi)發(fā)以及運(yùn)輸領(lǐng)域的不斷研究，提高了天然氣開(kāi)發(fā)、輸送以及應(yīng)用水平，使得天然氣成為人類(lèi)生產(chǎn)與生活的主要能源。天然氣能源作為一種清潔能源，在燃燒時(shí)并不會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，這也符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)。通過(guò)天然氣能源的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，全面降低了以往煤炭燃燒帶來(lái)的污染問(wèn)題，同時(shí)也降低有害氣體的生成，解決溫室氣體排放問(wèn)題，推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

2.天然氣管道輸送自動(dòng)化控制的發(fā)展現(xiàn)狀

(1)自動(dòng)化控制與管理的意義

天然氣管道輸送是整個(gè)天然氣開(kāi)發(fā)作業(yè)的重要環(huán)節(jié)，而隨著近年來(lái)自動(dòng)化技術(shù)水平的不斷發(fā)展，在天然氣管道輸送中也實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，利用自動(dòng)化控制技術(shù)優(yōu)勢(shì)，保障整個(gè)天然氣輸送過(guò)程的自動(dòng)化管控，同時(shí)有助于提高天然氣輸送的可靠性與安全性，提高天然氣運(yùn)輸效率，滿(mǎn)足人們的應(yīng)用需求。天然氣管道輸送工作的主要流程包括天然氣儲(chǔ)層采集、天然氣加工處理、天然氣加壓加熱、天然氣儲(chǔ)存、天然氣管道輸送以及天然氣分流等多個(gè)環(huán)節(jié)，由此可見(jiàn)，天然氣管道輸送是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，同時(shí)再加上天然氣管道輸送區(qū)域環(huán)境惡劣，各地區(qū)地質(zhì)差異較大，所以也會(huì)使天然氣管道輸送過(guò)程遇到各類(lèi)問(wèn)題，從而影響天然氣管道輸送質(zhì)量。采用傳統(tǒng)的人工檢測(cè)手段無(wú)法準(zhǔn)確和高質(zhì)量的處理天然氣管道輸送中的問(wèn)題，最終導(dǎo)致天然氣管道輸送過(guò)程中受到各類(lèi)因素影響，進(jìn)而引發(fā)安全問(wèn)題。由于天然氣成分的特殊性，在進(jìn)行天然氣管道輸送時(shí)也存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，因此，只有全面發(fā)揮自動(dòng)化控制技術(shù)的作用，將自動(dòng)化控制與管理技術(shù)應(yīng)用到天然氣管道輸送過(guò)程中，改變傳統(tǒng)控制模式，提高天然氣管道輸送的自動(dòng)化檢測(cè)水平，才能更有效地提高天然氣管道輸送效率，保障天然氣管道輸送的安全性與可靠性。

(2)當(dāng)前應(yīng)用的自動(dòng)化控制技術(shù)

現(xiàn)階段，我國(guó)天然氣管道輸送工作中廣泛實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制和管理模式，而以往的自動(dòng)化控制往往是通過(guò)SCADA系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，SCADA系統(tǒng)是基于計(jì)算機(jī)信息技術(shù)為基礎(chǔ)，全面控制天然氣的開(kāi)發(fā)和運(yùn)輸過(guò)程，能夠有效提升天然氣輸送效率，滿(mǎn)足自動(dòng)化輸送需求。另外，SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用也能夠?qū)崿F(xiàn)天然氣輸送狀態(tài)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，減少人為干預(yù)帶來(lái)的巨大工作量，同時(shí)技術(shù)人員也無(wú)需親臨現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，避免了天然氣輸送事故引發(fā)的人員安全問(wèn)題，同時(shí)也能夠有效提高檢測(cè)效率。在SCADA系統(tǒng)應(yīng)用基礎(chǔ)上，近年來(lái)也融入了衛(wèi)星遙感技術(shù)的應(yīng)用，能夠及時(shí)地預(yù)測(cè)天然氣管道輸送中可能引發(fā)的安全問(wèn)題，并采取有效的預(yù)防對(duì)策，降低天然氣管道輸送事故帶來(lái)的影響。

3.天然氣管道輸送自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用對(duì)策

隨著我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)水平的不斷提升，在天然氣管道輸送領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，通過(guò)自動(dòng)化控制與管理技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，能夠保障天然氣管道輸送的可靠性，給人們輸送穩(wěn)定且安全的天然氣能源。但由于我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展較晚，在天然氣管道輸送領(lǐng)域中的應(yīng)用也不夠成熟，同時(shí)又由于外界因素造成的影響，導(dǎo)致天然氣管道建設(shè)存在一定的難度，許多地方仍然無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化天然氣管道輸送控制效果。因此，人們?nèi)匀恍枰粩嗵剿魈烊粴夤艿垒斔偷淖詣?dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用對(duì)策，滿(mǎn)足新時(shí)代發(fā)展需求，保障天然氣能源的穩(wěn)定輸送。

(1)智能化控制技術(shù)的應(yīng)用

為了全面強(qiáng)化天然氣管道輸送自動(dòng)化控制效果，技術(shù)人員應(yīng)該在自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，融入智能化理念，同時(shí)引入現(xiàn)代人工智能技術(shù)和遙感監(jiān)測(cè)等技術(shù)，進(jìn)一步提高我國(guó)天然氣管道輸送的自動(dòng)化管理水平，減少人工監(jiān)測(cè)控制成本，同時(shí)也降低事故發(fā)生率，提高天然氣管道輸送的可靠性。比如可以通過(guò)仿真技術(shù)的應(yīng)用，科學(xué)規(guī)劃天然氣管道輸送的線路，通過(guò)該仿真系統(tǒng)的建設(shè)，融入了數(shù)據(jù)采集、檢測(cè)以及動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)，可以對(duì)天然氣管道輸送過(guò)程進(jìn)行全天候監(jiān)測(cè)，不但提高了天然氣管道輸送自動(dòng)化管理水平，同時(shí)也有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)天然氣管道輸送的問(wèn)題，并及時(shí)作出處理，避免天然氣管道輸送事故造成巨大的影響。另外對(duì)于以往的天然氣管道建設(shè)問(wèn)題來(lái)說(shuō)，通過(guò)GPS定位系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠降低管道鋪設(shè)難度，降低管道鋪設(shè)誤差，同時(shí)提高天然氣管道的精確度，使天然氣管道建設(shè)更加合理。

(2)提高天然氣管道保護(hù)力度

對(duì)于天然氣管道輸送工作來(lái)說(shuō)，做好管道的保護(hù)工作十分重要，由于天然氣能源的結(jié)構(gòu)特殊性，其中含有大量的腐蝕因素，在運(yùn)輸過(guò)程中接觸管道內(nèi)壁，就會(huì)對(duì)天然氣管道造成嚴(yán)重的腐蝕，如果管道腐蝕嚴(yán)重出現(xiàn)泄露，不但會(huì)造成大量的天然氣能源流失，甚至?xí)l(fā)重大的安全事故。因此，做好天然氣管道的保護(hù)措施至關(guān)重要。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，必須做好天然氣管道的防腐涂層設(shè)計(jì)，保障天然氣管道具備良好的防腐能力，同時(shí)延長(zhǎng)管道壽命，更有助于自動(dòng)化輸送管控的實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際應(yīng)用中，通過(guò)天然氣管道設(shè)施防腐涂層，還可以降低天然氣輸送阻力，避免事故的發(fā)展，也滿(mǎn)足自動(dòng)化天然氣管道輸送的實(shí)際需求。所以，為了實(shí)現(xiàn)天然氣管道輸送自動(dòng)化控制與管理，還要注重天然氣管道保護(hù)工作，加強(qiáng)天然氣管道保護(hù)力度，采取科學(xué)的保護(hù)措施，同時(shí)也要利用自動(dòng)化控制技術(shù)，對(duì)管道的性能情況進(jìn)行監(jiān)控，避免管道泄漏引發(fā)的事故，提高天然氣管道輸送安全性。

(3)提高天然氣管道輸送風(fēng)險(xiǎn)控制

天然氣管道輸送具有一定的風(fēng)險(xiǎn)性，而對(duì)于自動(dòng)化管控工作來(lái)說(shuō)，風(fēng)險(xiǎn)管理則是一項(xiàng)重要內(nèi)容。天然氣自身屬于易燃易爆危險(xiǎn)氣體，在天然氣管道輸送中也存在巨大的風(fēng)險(xiǎn)隱患，同時(shí)由于天然氣管道輸送外部環(huán)境難以把控，因此天然氣管道輸送的風(fēng)險(xiǎn)隱患也具有多元化的特點(diǎn)。為此，將自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用到天然氣管道輸送中，必須重視風(fēng)險(xiǎn)管控工作，全面構(gòu)建完善的風(fēng)險(xiǎn)管理與控制體系，對(duì)天然氣管道輸送中可能引發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行系統(tǒng)化評(píng)估，同時(shí)做好風(fēng)險(xiǎn)的控制工作，避免天然氣管道輸送中安全事故的出現(xiàn)。比如在開(kāi)展天然氣管道輸送自動(dòng)化控制中，技術(shù)人員要充分利用自動(dòng)化系統(tǒng)，整個(gè)管道位置、運(yùn)行參數(shù)以及故障信息，全面分析風(fēng)險(xiǎn)事故產(chǎn)生的原因以及造成的影響，并基于此建立完善的應(yīng)急保護(hù)機(jī)制，避免同類(lèi)事故的再次發(fā)生，同時(shí)也能夠?qū)⑻烊粴夤艿垒斔褪鹿视绊懡抵磷畹?，保障天然氣管道輸送安全?/p>

(4)強(qiáng)化自動(dòng)化技術(shù)投資力度

現(xiàn)階段，自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)天然氣管道輸送中也得到了廣泛應(yīng)用，但是由于我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展實(shí)踐較短，在天然氣管道輸送自動(dòng)控制中仍然有著一定的發(fā)展空間。所以，為了進(jìn)一步提高天然氣管道輸送自動(dòng)化水平。我國(guó)必須積極引入先進(jìn)的自動(dòng)化理念，并結(jié)合我國(guó)的實(shí)際國(guó)情需求，有效解決自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用不合理問(wèn)題，使自動(dòng)化控制更具針對(duì)性，并提高軟件系統(tǒng)的研發(fā)力度，推進(jìn)電子通信系統(tǒng)、自動(dòng)處理系統(tǒng)、遠(yuǎn)程檢測(cè)系統(tǒng)以及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用效果，積極構(gòu)建一體化的自動(dòng)化管理平臺(tái)，充分發(fā)揮自動(dòng)化技術(shù)在天然氣管道輸送中的作用，提高天然氣管道輸送管控水平。此外，在天然氣管道輸送的設(shè)計(jì)中，要本著節(jié)約理念進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，將更多資金投入到自動(dòng)化管理研發(fā)上，使自動(dòng)化控制系統(tǒng)更加穩(wěn)固，保障天然氣管道輸送效率。

(5)完善天然氣管道輸送自動(dòng)化管理制度

自動(dòng)化控制技術(shù)在天然氣管道輸送中的應(yīng)用涉及多項(xiàng)內(nèi)容，其管理工作涉及天然氣開(kāi)采、分?jǐn)?shù)、儲(chǔ)存和壓氣等等，因此在管理上也具有較高的難度，同時(shí)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的安全性也具有一定的影響，為了能夠保障天然氣管道輸送自動(dòng)化管理效果更好地實(shí)現(xiàn)，必須構(gòu)建完善的管理制度，保障每一個(gè)管理環(huán)節(jié)都能有序進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化統(tǒng)一管理。另外，天然氣管道輸送自動(dòng)化管理也要落實(shí)各部門(mén)和人員的崗位職責(zé)，從而達(dá)到集中化管理需求。另外，根據(jù)自動(dòng)化系統(tǒng)所反饋的信息，制定有效的整改對(duì)策，提高信息傳輸效率，同時(shí)滿(mǎn)足自動(dòng)化管理水平的提升。

4.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)天然氣能源的廣泛應(yīng)用，離不開(kāi)天然氣管道穩(wěn)定輸送的支持，基于天然氣能源的特殊性，在開(kāi)展天然氣管道輸送時(shí)也存在巨大的風(fēng)險(xiǎn)，因此對(duì)天然氣管道輸送管理也帶來(lái)巨大的難度，為此，人們必須積極探索天然氣管道輸送環(huán)節(jié)中自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，強(qiáng)化自動(dòng)化管理水平，保障天然氣管道輸送的可靠性。