天然氣管道輸送自動化技術的運用及研究

柳元華(蘭成渝輸油分公司，四川 成都 610036)

0 引言

現階段，我國絕大多數的天然氣運輸都是通過管道，在這個過程中進行自動化技術的應用能夠將管道運輸的工作效率最大化，而且能夠在一定程度上降低運輸的成本。即便天然氣在使用的時候非常的方便快捷，自身也屬于清潔能源，但是在運輸的過程中還是具有易燃易爆的特點，針對此種情況，安全成為了天然氣管道運輸中最重要的要求。伴隨著互聯網技術以及大數據技術的推廣與應用，我國的各行各也都進行了自動化的升級，自動化技術通過試點應用驗證了自身的可靠性，那么天然氣管道運輸加入自動化技術已經成為了一個必然的趨勢，能夠使天然氣運輸更加高效與安全。

1 天然氣具體的含義

天然氣是指自然界中自然存在的一切可燃氣體，包括大氣圈、水圈、和巖石圈中各種自然過程形成的氣體(包括油田氣、氣田氣、泥火山氣、煤層氣和生物生成氣等)。而人們長期以來通用的“天然氣”的定義，是從能量角度出發的狹義定義，是專門特指天然蘊藏于地層中的烴類和非烴類氣體的混合物。在石油地質學中，通常指油田氣和氣田氣。其組成以烴類為主，并含有非烴成分的混合氣體。

二十世紀之前，世界經濟發展主要的資源為煤炭。伴隨著天然氣的開發與天然氣運輸技術的發展，天然氣已經成為了人們生產生活過程中極為重要的能源，并且相較于傳統的煤炭能源擁有一種無與倫比的優勢，那就是能源燃燒的清潔性。作為一種綠色能源能夠實現對環境污染的最小化，其特性明顯符合我國綠色可持續發展的要求，通過天然氣的應用能夠有效地降低人們生產生活中所產生的有害氣體，在很大程度上抑制了溫室氣體的排放，更有利于打造一個綠水青山的未來。

2 天然氣管道運輸自動化

通過管道的運輸能夠在很大程度上幫助天然氣資源的均勻分配，不過，因為天然氣自身擁有易燃易爆的危險屬性，所以，在天然氣運輸的過程中是容不得一絲馬虎的，必須消除潛在的安全隱患。一旦天然氣運輸管道出現問題，輕則整條管道運輸系統癱瘓，重則附近的居民以及工作人員吸入天然氣，吸入的人員會出現呼吸困難、中毒、缺氧的情況，對附近的居民產生巨大的生命威脅。除此之外，在實際的天然氣管道運輸的過程中，自身還具有運輸總量巨大、所跨范圍較廣、運輸口徑較大的屬性。那么在天然氣運輸的過程中，如果管道出現了突然性的壓力增大或者是其他突發狀況，管道極有可能會產生爆炸或者是天然氣氣體泄露的危險，這種情況的出現不僅僅會對公共財產產生巨大的威脅還會影響到附近居民的日常生活。更為重要的是，在天然氣運輸管道鋪設的過程中，施工方需要對管道的質量進行嚴格的把控，并且還需要將工人施工的誤差控制在可接受范圍內，如果施工工藝或者是管道質量出現問題也是極有可能會導致安全事故的出現。

通過自動化技術的應用就能夠實現對天然氣運輸管道各個部分實時的監控，收集運輸過程中所產生的數據，并且通過快速的數據傳遞能夠將突發情況的影響控制在最小范圍內，甚至是起到預防安全事故的出現，能夠在很大程度上保證附近居民以及工作人員的生命與財產安全，針對此種情況，在天然氣管道運輸的過程中進行自動化技術的應用就顯得十分有必要。

3 我國的天然氣管道運輸自動化技術

我國絕大多數的天然氣運輸管道都架設或埋設在陸地上，除了陸地運輸之外還有長距離的海洋運輸等。實際的管道運輸的施工過程是一種對資金和技術都較高的工程，在前期生產與運輸中需要投入大量的資本，顯然并不符合我國的國情。我國的天然氣主要集中在西部，所以西氣東輸成為了一項世紀性工程，也成為了我國天然氣運輸的主要方式。西氣東輸工程可以說是匯集了我國全部先進的管道運輸技術，但是與國外的管道運輸技術相比，在自動化技術的應用上與國外還是有著一定的差距。我國天然氣管道在建設設計的時候都是通過穩定流動的方式來進行計算，但是該種設計方式存在著明顯的短板，就是管道運輸實際的數據與設計的參數上有著一定的出入。隨著經濟的發展和技術的進步，我國天然氣管道運輸的技術水平有了很大的發展，與世界先進水平的距離迅速縮小。

我國在天然氣管道仿真技術上的研究有著突破性的進展，通過管道運輸仿真技術的應用能夠真實的模擬出天然氣管道長運輸和配管網的動靜態仿真。除此之外，通過實時監控技術以及數據采集技術的應用，我國就可以實現天然氣管道輸送的自動化，我國在自動化技術的發展中還應用了衛星遙感技術，這樣能夠對天然氣運輸過程中可能會產生的安全事故因素進行監控，在天然氣管道附近出現異常情況的時候能夠做到及時的匯報，最大程度上避免安全事故的產生。并且還能夠通過自動化技術的應用快速的處理天然氣管道運輸過程中出現的小問題，從而減少人工成本的應用。我國的天然氣運輸會遇到非常多的問題，主要是我國天然氣管道架設所跨越的地形變化較多，這將會給天然氣管道的運輸以及架設帶來非常多的困難，依然有很多城市可能會出現天然氣供需不等的現象，這在一定程度上制約我國的經濟發展。

4 國外的天然氣管道運輸自動化技術

二十世紀六十年代國外就進行了天然氣管道運輸自動化技術的研究，并且經過了50多年的發展與完善，很多發達國家已經建立起一套完整的天然氣管道運輸自動化技術的體系，所以，國外發達國家的自動化技術的應用基本上已經成熟。在進入二十一世紀之后，有非常多具有先進水平的國外公司進行了干線輸氣管道以及管網優化運行軟件技術方面的研究，并且以上者兩種技術逐漸在運輸干線上得以實現與應用。

5 我國天然氣管道運輸自動化技術提高的具體措施

5.1 結合智能軟件

進行智能化軟件的應用能夠在一定程度上提升運輸管道的自動化程度，通過對所收集到的信息進行研究與分析，能夠快速的找到管道運輸中的安全隱患，從而進一步提升天然氣管道運輸的安全性，相比并且自動化技術的應用相對于人工的應用擁有高效化、快速化的特點，并且能夠減少人工成本的投入，更為重要的是，自動化技術的應用能夠更好地保護工人的生命安全。舉例來說：通過管道模擬仿真軟件的應用能夠實現對管道實時監控，從而進行管道運輸狀態以及天然氣運輸數據的收集，通過數據的分析來找到問題所在，能夠進一步減少人工參與的危險性。

5.2 結合數據采集和實時監控技術

通過數據采集以及實時監控技術的應用，能夠實現對天然氣運輸狀態的檢測，并且實現對天然氣的自動調度，自動化的應用能夠在最大程度上促進調度精準度的提升。實時監控最重要的作用就是記錄、收集并且上傳天然氣運輸過程中所產生的參數，通過計算的分析與計算從而消除可能出現的安全隱患，通過對安全事故的預防，能夠在很大程度上提升天然氣運輸管道的安全性。更為重要的是，可以建立一個實時監控中心，對天然氣運輸過程中所產生的數據進行第一時間的采集，從而確保天然氣管道運輸的持續性。現階段，我國已經在天然氣運輸管道架設的過程中進行了數據采集以及實時監控技術的應用，在一定程度上促進了天然氣運輸管道的自動化水平。

5.3 優化天然氣輸送管道和輸送干線

進一步提升天然氣運輸管道自動化的水平，除了必要的軟件支持之外還需要對所設計到自動化的硬件設施進行假設與完善，能夠將自動化應用的質量以及效率最大化，智能化技術、數據采集以及實時監控技術的應用都屬于軟件支持。但是天然氣管道高質量的運輸還是在于硬件本身，高質量運輸管道的假設能夠為高效率的天然氣運輸提供良好的條件。舉例來說：在實際的天然氣管道建設的過程中可以將涂層添加到天然氣運輸管道內側，能夠進一步提升管道運輸天然氣的體積能力。除此之外，對天然氣管道進行優化建合理。科學設計干線也是十分重要的一項內容，現階段時間范圍內自動化水平最高的天然氣管道地區為歐洲，自身的管道密度也非常高。不僅能夠實現國內地區的連接，還在海底進行了管道的鋪設，能夠實現與國際上其他地區的連接。針對此種情況，還是需要對天然氣管道的運輸干線進行設計與架設上的優化，保證其能夠為自動化技術的應用提供良好的硬件基礎，進一步提升自動化技術的效率與質量。

5.4 增加對于此項技術的資金投入

在自動化系統運行的過程中產生故障是一個無法回避的問題，這就要求技術人員定期進行檢查與維護，以此來保證自動化技術并沒有漏洞的出現，那么這個過程中同樣需要大量資金的投入。

6 結語

根據上文的論述，我國現在已經認識到綠色可持續發展的重要性，天然氣已經在很大程度上替代傳統能源成為了人們生產生活重要能源。通過自動化技術的應用能夠進一步提升天然氣管道運輸的效率與質量，從技術層面解決我國天然氣資源分配不均勻的狀況，還能夠極大地壓縮運輸過程中的成本投入，天然氣管道運輸自動化將是我國管道運輸未來的發展方向。