自動(dòng)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(huì)市場(chǎng)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(zhǎng)，而實(shí)際所面對(duì)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(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。面臨當(dāng)下的情況，國(guó)內(nèi)的油氣資源開發(fā)規(guī)模不斷地?cái)U(kuò)大，長(zhǎng)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(dòng)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(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀，分析如何提高天然氣管道輸送自動(dòng)化技術(shù)，最后提出提高天然氣管道輸送效率和提高對(duì)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(dòng)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(gè)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(dòng)化包括從開采地氣井到用戶整個(gè)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(gè)過程各個(gè)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(dòng)化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

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

國(guó)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(guó)內(nèi)，其長(zhǎng)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(shí)代，在智能制造、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的支持下，加快了天然氣輸送系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展和廣泛應(yīng)用。天然氣管道輸送自動(dòng)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(shí)也擴(kuò)大了能源企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模，自動(dòng)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(shí)也給天然氣管道的設(shè)計(jì)、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(shí)的信息資料。自動(dòng)化技術(shù)的引入使得天然氣整個(gè)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(guó)天然氣管道輸送自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

我國(guó)長(zhǎng)輸送型管網(wǎng)主要是以西氣東輸項(xiàng)目為主要代表，西氣東輸項(xiàng)目中的天然氣輸送自動(dòng)化技術(shù)最能體現(xiàn)出我國(guó)在氣體輸送自動(dòng)化這一塊的發(fā)展水平。目前，國(guó)內(nèi)的自動(dòng)化氣體輸送技術(shù)已經(jīng)達(dá)到與發(fā)達(dá)國(guó)家的同類的技術(shù)水平，自動(dòng)化技術(shù)中采用了邢和衛(wèi)星遙感技術(shù)來對(duì)整個(gè)輸送系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和在線監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)管道的數(shù)字化管理，利用超聲波流量計(jì)對(duì)天然氣進(jìn)行計(jì)量，所使用的天然氣壓縮機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制設(shè)備。管道運(yùn)輸自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用通過其自動(dòng)化的管理和監(jiān)測(cè)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(guó)天然氣管道輸送自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的措施

近幾年來，隨著我國(guó)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(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，并取得了巨大的進(jìn)步，相比于國(guó)外的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用，還有一段路要走。天然氣管道輸送自動(dòng)化技術(shù)中不僅包含自動(dòng)化與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，同時(shí)還涉及GIS的使用，以及天然氣管道的設(shè)計(jì)、管路規(guī)劃、施工以及監(jiān)測(cè)等。此外，自動(dòng)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(shí)發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，處理管理中的問題。目前，國(guó)外主要針對(duì)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(dòng)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(duì)動(dòng)態(tài)時(shí)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(dòng)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(jì)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(dòng)化系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)在天然氣長(zhǎng)輸管道輸送中的應(yīng)用，不僅能監(jiān)控、自動(dòng)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(shí)，此系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)收集、記錄、整理及分析輸送過程中的各個(gè)相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，能夠及時(shí)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(dòng)化技術(shù)的可靠性。SCADA系統(tǒng)應(yīng)用在調(diào)控中心，可以對(duì)天然氣管道數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)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?chǎng)，保證天然氣輸送的穩(wěn)定運(yùn)行。現(xiàn)階段，國(guó)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?dòng)化。

（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(dòng)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(duì)天然氣管道的勘測(cè)、監(jiān)控，測(cè)量及問題處理等，同時(shí)通過應(yīng)用多個(gè)軟件對(duì)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(dòng)化技術(shù)的硬件和軟件上來進(jìn)一步提高自動(dòng)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(shí)也要重視對(duì)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(dòng)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(gè)國(guó)家各個(gè)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(guó)際互通，很大程度上利用了自動(dòng)化在天然氣管道輸送中帶來的優(yōu)勢(shì)。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(dòng)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(dòng)化目標(biāo)，，進(jìn)而全面實(shí)現(xiàn)天然氣管道輸送的自動(dòng)化。

（五）加大資金投入提升自動(dòng)化系統(tǒng)智能程度

國(guó)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(dòng)化，各個(gè)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(dòng)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(dòng)化能力。在這些系統(tǒng)和軟件的運(yùn)用過程中，難免會(huì)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(dòng)態(tài)圖，更好地呈現(xiàn)出管道輸送的實(shí)時(shí)狀況。

三、結(jié)語

綜上所述，在天然氣管道輸送中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)是提高我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要途徑，自動(dòng)化的運(yùn)用，不僅能夠提高輸送效率，而且還能實(shí)時(shí)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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