石化企業智能管線系統的研發與應用

蔣白樺

摘要：石化企業的原料、產品、互供物料等通過管網進行傳送，這些復雜的管網受到歷年的改、擴建等因素的影響，規模龐大、關系復雜、效率低下并存在一定的安全隱患。因此，利用信息技術設計開發智能管線系統是實現管線智能化管理、可視化運營的必由之路。論文從石化企業的業務特點出發，給出了智能管線的特征并分析了系統的業務范圍。在此基礎上，設計開發了石化企業智能管線系統，并詳細闡述了系統的核心技術。最后，通過總結中國石化下屬企業的應用成效，為管線信息化工作提供了參考借鑒。

關鍵詞：智能管線；信息化；石化；過程系統工程

引言

隨著石油天然氣的消耗量逐年增加，石油天然氣輸送管線的建設管理水平也要隨之提升以滿足越來越大的能源需求[1]。應用信息技術手段，掌握和維護管線信息，逐步實現管線的設計、建設、運營到維護的全生命周期管理，是維護石化企業正常運行、保證生產安全的重要措施。其中，研發具有標準化、數字化、可視化、自動化以及智能化等特點的智能管線系統是其中重要的一步。

1.智能管線系統設計思路

1.1智能管線系統的特征

綜合對國內外管線管理系統的發展趨勢的分析[2-3]，并結合云計算、物聯網、大數據、新一代移動通訊等信息技術發展，本文認為智能管線應具有以下六項特征：

2. 智能管線系統關鍵技術

2.1 二三維地理信息平臺

二三維地理信息平臺是智能管線系統的核心平臺，其主要功能包括。

（1）數據管理

數據管理實現對多種數據（矢量數據、影像數據、元數據、模型數據等）的編輯、重組與發布。

（2）開發管理

平臺提供一整套適用于業務的開發框架，包括客戶端配置開發和移動端配置開發兩部分。

（3）基礎服務

基礎服務包括數據服務、顯示服務與計算服務三部分功能。數據服務為智能管線系統提供模型數據服務、地理信息服務、業務數據服務等。顯示服務可以為智能管線系統提供環境、文字等各種類型三維/二維顯示等；計算服務可以為智能管線系統提供路由計算、地形計算、面積計算、體積計算、距離計算、坡度計算等，包括空間分析與空間量算。

（4）引擎服務

引擎服務包含二維引擎服務和三維引擎服務兩部分。二維引擎能夠實現對整個GIS底層資源的管理。三維引擎實現三維模型、地理空間信息、業務數據有機融合，為平臺提供數據支持、邏輯支持的可視化運行環境。

（5）運維管理

平臺自身具有運維管理機制，通過平臺監控等多個功能，有效規避在平臺運行過程中的風險，為整個平臺的長期、穩定運行提供保障。

2.2數據模型

針對完整性管理工作需要，將管道數據模型分為以下十大部分：管道中心線與層次、設施、檢測、侵占、運行、腐蝕防護、事件支持、完整性管理、歷史記錄、環境數據，管道數據模型的物理結構如圖1所示。

3.應用成效

從2014年8月起，智能管線系統覆蓋了中國石化50家企業近3萬公里的長輸和廠際管線。

（1）管輸過程監控

管輸過程監控提供未到港油輪的實時船情、異常事件的分布及處理情況等各專業概要信息，有效提高了管輸綜合監控管理能力。

（2）管道完整性管理

管道完整性管理實現管線陰極保護、隱患管理以及管線高后果區管理等功能。

（3）異常事件管理

異常事件管理功能實現對異常事件上報、審核、處理、督辦、確認的閉環管理，使異常事件早發現、早處理，可有效地杜絕事故的發生。

（4）安全管理

安全管理實現了管線的巡線管理、智能儀表在線診斷、大數據挖掘分析與預警等功能。

（5）生產管理

生產管理實現能耗評價與管理、站庫管理、生產運行監控等功能。

4.結論

石化企業管線系統錯綜復雜、資源分散、底數不清，存在著運行效率低、安全隱患高等問題。論文從石化企業業務特點出發，結合智能管線特點，利用信息技術手段設計開發的智能管線系統可從根本上解決各類管線運行中存在的問題，大幅提升生產、管理效益。系統在中國石化下屬企業成功進行了試點應用，并取得了顯著成效。

參考文獻：

[1]Tariq S. Khan， Mohamed S. Al-Shehhi， Review of Black Powder in Gas Pipelines – An Industrial Perspective[J]， Journal of Natural Gas Science and Engineering， 25： 66-76， 2015.

[2]Hossam A. Kishawy， Hossam A. Gabbar， Review of Pipeline Integrity Management Practices[J]， International Journal of Pressure Vessels and Piping， 87： 373-380， 2010.

[3]曾文，喬煒，強曉春， 運用GIS技術研制石化管線管理系統[J]， 地球科學， 03： 353-356， 2002.

[4]裴璐穎，劉曉娟，李瑋顧. 基于地理信息云服務的現代企業管理模式[J]. 測繪與空間地理信息， 36： 46-49， 2013.