天然氣長輸管道生產調度系統分析

陳楚怡

摘? 要：作為能源消耗和生產大國，我國油氣資源主要集中于華北、東北、西部地區，主要油氣使用區則為沿海及東部地區，因此我國建設有大量天然氣長輸管道。為了保證天然氣長輸管道較好地服務于天然氣的長距離運輸，天然氣長輸管道生產調度系統的建設必須得到重點關注。基于此，該文簡單分析了天然氣長輸管道生產調度系統的職能，并深入探討了系統的建立路徑，希望由此能夠為相關業內人士帶來一定啟發。

關鍵詞：天然氣長輸管道? 生產調度系統? SCADA系統

中圖分類號：TE973 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）09（a）-0081-02

天然氣長輸管道具備高效、迅速、規模經濟特點，同時具備多起源輸送、多管多加壓、運輸方便快捷特征，而為了保證天然氣長輸管道較好服務于天然氣的長距離運輸，天然氣長輸管道生產調度系統的建設必須得到重點關注，該文研究的現實意義可見一斑。

1? 天然氣長輸管道生產調度系統的職能分析

1.1 組織職能

生產調度部門需通過天然氣長輸管道生產調度系統實現針對性的目標和計劃制定，以此進行各生產要素的綜合組織，并形成一個有機整體。組織職能需貫穿于生產調度系統的全過程，主要內容包括前期準備、隊伍組建、生產運行等。

1.2 管理職能

管理職能需基于生產調度系統實現具有權威性和強制性的管理操作，以此實現較為合理的工作人員調度安排。為保證生產調度部門能夠基于系統實現高水平的調度管理，相關地位和權力的賦予必須得到重點關注[1]。

1.3 控制職能

為有效發揮控制職能，天然氣長輸管道生產調度系統必須具備較高的監督和控制能力。以此圍繞相關環節、部門以及重要活動開展嚴格的監督與控制，各類資源的整合可由此獲得有力支持，天然氣長輸管道生產調度水平也將實現長足提升。

1.4 服務職能

天然氣長輸管道生產調度系統還需要在生產過程中為各部門提供后勤保障服務，如水電、通信、財力、人力等方面的服務，生產調度有效性可得到較好保障。

1.5 協調職能

在社會化大生產的過程中，天然氣長輸管道生產調度系統必須保證各環節、各部門的步調統一，因此系統必須較好服務于各方利益的協調，生產調度工作需由此及時、細致的開展。

2? 天然氣長輸管道生產調度系統的建立路徑

2.1 生產調度體系建立

為有效發揮天然氣長輸管道生產調度系統的職能，生產調度體系的建立必須得到重視，具體建立路徑如下：（1）調度組織網絡。需通過網絡組織方式實現天然氣長輸管道的生產調度，并保證天然氣長輸管道建設至運營過程運管的完善性。點多、線長、面廣屬于生產初期必須面臨的問題，此時的調度手段往往較為單一，信息傳遞工具也較為簡單，因此必須充分應用現代化技術和手段，以此保證管道網絡建設平衡性，網絡必須在其中充分發揮保障作用，以此滿足信息傳遞、生產順利進行需要。（2）自動化建設。天然氣長輸管道生產調度需全天候進行，因此相關工作人員必須擁有較高的心理素質，并對安全等方面存在高度重視，而為了減少失誤等問題的發生幾率，需由多名調度人員負責工作，并加強自動化層面的建設，以此實現數據的遠程采集、系統的遠程控制、生產的科學指揮，生產調度的經濟性、有效性可由此進一步提升。（3）制度建設。天然氣長輸管道生產調度制度建設需基于24h工作制，并有針對性地建立輪換值班制度，以此滿足安全保障、生產責任履行需要。此外，還應結合系統特點有針對性地建設生產會議制度、現場調度制度、崗位系統責任制度，以此實現專人專責，生產調度的有序進行即可獲得有力支持[2]。

2.2 SCADA系統的引入

2.2.1 實例概況

為提升研究的實踐價值，該文選擇了某天然氣主干線作為研究對象，管道主干線全長約250km，設計輸氣量為每年30億m3，管徑、設計壓力分別為711mm、6.3MPa。全線共存在5座輸氣站場，為滿足生產調度需要，研究對象天然氣主干線基于SCADA系統建立了天然氣長輸管道生產調度系統，該系統由5座站控系統和1座調控中心系統組成，采用了客戶服務器技術（分布式處理），同時繼承了管道高級仿真應用軟件，數據通道選用同溝敷設的光纜。在SCADA系統支持下，站控系統與調控中心系統的生產數據實時采集、存儲得以順利實現，其同時具備可燃氣體監視、管道陰極保護數據監視、電動球閥和調壓閥控制以及強大的報警功能，在監控攝像頭的支持下，SCADA系統可實現全天候的生產重要部位監視與管道輸氣仿真，該系統具備的強大擴展功能也能夠為天然氣長輸管道生產調度系統的發展完善提供支持，自動監控、自動記錄、自動報警等功能在其中發揮著關鍵性作用[3]。

2.2.2 系統功能及構成

天然氣長輸管道生產調度系統的最高控制層為調控中心，整個管道的控制和管理均由其負責。調控中心由投影儀工作站、培訓工作站、模擬仿真工作站、調度員站、操作員站、工程師站組成，整體系統的管理由工程師站負責，但其不參與具體的生產運行管理，僅負責基于生產需要的維護;調度中心大屏幕的控制由投影儀工作站負責，各站監視終端的顯示也由其負責;模擬仿真服務器與模擬仿真工作站需實現緊密配合，為實現天然氣長輸管道的模擬仿真，還需得到管道高級仿真應用軟件的支持，以此為生產調度工作提供依據。

配備互為冗余的實時服務器2臺以滿足調控中心運行需要，同時安裝Versant對象實時數據庫，各個輸氣站服務器的生產數據讀取和發送采用TCP/IPLAN（SCADA系統），因此調控中心還具備歷史數據存儲功能;調控中心還配有安裝Oracle歷史數據庫管理系統的歷史數據服務器1臺，以此存儲和管理歷史數據;為滿足系統生產信息的對外發布需要，配置有Web服務器，在網絡的支持下，Web服務器能夠與2臺實時數據服務器（SCADA）實現不間斷的通信，掃描參數的實時存儲可由此實現，用戶對相關信息的瀏覽訪問也能夠在WEBSERVER支持下得以實現。為實現系統時鐘同步，采用了內置FEP通訊前置的設計，通過NTP協議與GPS系統提供的標準時鐘信號，即可保證整個天然氣長輸管道生產調度系統各部分時間同步處于10ms內。

2.2.3 站控系統功能及構成

該系統由網絡通信設備、IO設備、流量計算機、PLC（互為冗余）組成，PLC為整個系統的核心，由此定期掃描IO設備和流量計算機，即可實現生產數據的實時獲取，數據可由網絡傳輸至調控中心和操作站。采用雙機熱備結構的PLC，以滿足控制命令的傳遞需要，系統的可靠性也能夠由此得到保障，PLC的型號為Quantum系列的67160，由施奈德生產。此外，電源模塊、PLC內部網絡、網絡模塊同樣采用了冗余配置設計，整個系統的掃描速率高達0.3ms/K;采用1臺工業計算機作為操作員站，組態基于各個站的生產與工藝進行。通過與PLC通信，操作員站可發送指令并獲取生產信息，也能夠根據生產數據的記錄、現實進行生產狀況的判斷;采用超聲波流量計作為流量計算機，IO設備主要連接現場的電動調壓閥、電動球閥、溫度變送器、壓力變送器。

3? 結語

綜上所述，天然氣長輸管道生產調度系統的建設存在較高現實意義，在此基礎上，該文涉及的生產調度體系建立、SCADA系統的引入等內容，則提供了可行性較高的系統建設路徑，而為了更好地發揮系統效用，系統的日常管理、狀態化檢修同樣需要得到重視。

參考文獻

[1] 高小東.天然氣長輸管道安全管理存在問題及對策探究[J].山東工業技術，2019（13）：88.

[2] 宋奕.天然氣長輸管道調度優化及壓縮機負荷控制管理綜述[J].石化技術，2018，25（7）：255.

[3] 劉磊.探析天然氣長輸管道生產調度系統[J].化工管理，2016（21）：212.