油氣儲運過程中自動化技術的應用

郭閏雙 張寧(北京東方華智石油工程有限公司, 河北 廊坊 065000)

油氣儲運過程中自動化技術的應用

郭閏雙 張寧(北京東方華智石油工程有限公司, 河北 廊坊 065000)

在自動化技術相對成熟并快速發展的今天，各行各業的生產過程都引進了自動化技術，用于提升生產效率、穩定生產過程。油氣儲運行業在應用自動化技術的過程中，已經極大地提高了生產效率、降低了建設管理成本、降低了生產過程的運行風險。但目前油氣儲運管道的建設及管理水平與國際工程相比，還存在一定的差距。本文簡要分析了當前國內油氣管道自動化技術的應用現狀，梳理了近年可能的發展趨勢。

油氣儲運；自動化技術；數字化管道；SCADA

1 油氣儲運自動化技術的應用現狀

1.1 油氣管道自動化技術應用框架

當前國內主要的油氣管道采用以計算機為核心的SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系 統，即數據采集與監控系統，采用三級控制模式：正常情況下由調度控制中心負責工藝過程的操作和管理，站場操作人員可監視此過程；在調度控制中心授權、調度控制中心故障或通信中斷時，由站場控制系統接過操作權限，監控現場工藝系統及設備的操作；站控制系統故障時，采用就地手動操作。特別重要的油氣管道工程還會設置備用調控中心，在主調控中心故障時，接過控制權限，完成工藝過程的操作和管理。長距離的輸送管道還會根據地域設置地區管理處，負責管轄區域的管道工藝過程管理和維搶修工作。一個典型的油氣管道SCADA系統框架見圖1。

圖1 典型油氣管道SCADA系統框架

各 站 場 及 閥 室 采 用 以PLC(Programmable Logic Controller)為核心的站控制系統，通過現場檢測儀表監視工藝過程各類參數，PLC處理檢測到的數據，驅動現場的動力設備(泵或壓縮機)、執行機構(各類調節閥及開關型閥門)等設備，完成工藝過程的調節和控制。整個工藝過程的監控顯示在安裝有HMI(Human Machine Interface)的工作站上，提供給運行操作人員。同時所有運行參數均上傳至調度控制中心。

1.2 油氣儲運自動化技術的實際應用

在油氣管道的設計階段，設計功能及理念相對先進，但運行管理人員相對保守的操作習慣是制約自動化技術應用的一大因素。自動化技術在油氣管道應用初期，由于操作運行人員習慣于手動操作，加之其對自動化技術不夠了解，出現了對自動化技術棄之不用或低水平應用的情況。隨著運行人員技術水平的提升，這一情況正在逐步改善，但相對于SCADA系統可提供的功能而言，系統利用率還是相對較低的。

一種情況是，國內較多的油氣管道在設置了完善的SCADA系統后，依然在管道站場設置較多工作人員。由于油氣站場選址要遠離居住區，當前的不少站場征用的土地是戈壁或者耕地等，隨著國家對農耕地的保護政策出臺，站場選址更加困難，對于減縮站場用地的需求越來越多。另外，在條件艱苦的輸油、輸氣場站大量駐扎人員，也是對人才的浪費。

在國內能源管網基本形成，管道建設由高峰期轉入成熟期的大形勢下，不少設計、建設、管理單位把目光投向了國際市場，但國內在建設數字化管道、形成管道全生命周期管理的角度上看，與國際領先的工程公司還有一定的差距。目前國內的主流油氣管道設計、建設、管理單位都在開展管道全生命周期的探索和研究工作，這將對提升國內油氣儲運行業的設計、建設、管理水平，縮小與國際油氣儲運工程建設單位的差距及開拓海外市場都有著重大意義。

2 油氣管道自動化技術的發展趨勢及應用前景

建立無人值守、區域化管理的思路，將大量值守在條件艱苦的工藝站場的操作運行人員解放出來，更大程度的發揮以SCADA系統為核心的自動化技術在油氣儲運行業的優勢。工藝站場擺脫過去需要為值守人員建設宿舍、廚房等設施的需求，以工藝設備為核心開展建設工作，減少大量不必要的輔助生產設施。采用更先進的檢測采集、視頻監控及數據處理技術，將現場的工藝系統、輔助系統、安防系統及視頻圖像等信息傳輸到區域管理中心。通過視頻巡檢代替人工巡檢，通過HMI監視更全面站場信息，輔以周期性的專業人員巡檢，從而體現節省投資、以人為本的管理理念。

數字化管道的建立需要立體化、多元化的數據，自動化技術與地理信息系統、模擬仿真技術及先進的管理理念等的進一步結合，將提供更完善的管道數據信息及更合理的油氣儲運系統數據分析，為建設數字化管道、達成管道全生命周期管理提供極大的助力。

3 結語

自動化技術在油氣儲運過程中已得到了越來越多的應用，并發揮出巨大的作用。隨著從業人員整體技術水平的提升及國際化管理理念的引入，自動化技術的深入應用將在提高管理水平、降低工程投資、優化工藝系統、改善運行人員工作環境等方面起到更大的作用。

[1]李麟.管道全生命周期數字化平臺設計技術[J].化工管理，2015，(02).

[2]宮敬,董旭，等.數字管道中的工藝與自動化系統設計[J].油氣儲運，2008，(27).