油氣儲運工程中自動化技術的應用

李戰杰（中石化廣州工程有限公司，廣東 廣州510620）

油氣儲運是能源建設事業中的重要一環，傳統人工控制的方式存在諸多局限之處，引入自動化技術后可實現對儲運全程的智能監控，為管理者提供重要參考信息，全面掌握油氣儲運實際情況，在確保安全的同時有助于提高油氣儲運的經濟效益。

1 油氣管道自動化技術應用的框架分析

縱觀現階段的油氣管道建設狀況，以SCADA系統最具代表性，是典型的數據采集與監控系統。實際工作中基于該系統的監測功能，可為調度控制中心的相關工作提供引導，提高管理針對性[1]。若調度控制中心因某方面的原因發生故障或存在通信中斷的問題，此時站場的控制系統隨即發揮作用，具備替代監控中心的能力，實現無縫監控，確保油氣儲運各階段的信息得到完整的監控與記錄。

PLC控制系統分別配套至各站場中，在其作用下可獲取現場監測數據并加以分析，根據所得結果生成調度指令并下發，引導設備自行作出相應調整，實現對工藝參數的自動化控制。油氣儲運全流程中，基于自動化系統的支持可面向各環節作全方位的監測，并借助HMI（人機界面）直觀呈現信息，以便操作者更為準確地掌握實際情況。此外，調度控制中心也能夠及時獲取實際信息。

2 油氣儲存和運輸工程中的自動化系統構成分析

從油氣儲運工程實際狀況來看，自動規劃技術在其中具有不可或缺的地位，是提高油氣儲運安全性的重要措施。具體至自動控制系統的組成中，其包含了數據層、現場層、決策層及監控層，彼此具有緊密關聯，協同作業下形成完整的自動化系統。

3 自動化技術在油氣儲運工程中的應用分析

3.1 在原油脫水中的應用

脫鹽脫水流程如圖1所示。

油氣生產具有系統性，制得高品質產品需經過多道工序，其中原油的脫水生產極為關鍵。此項工作以高效分水器為主要支持，在確保該裝置穩定運行的情況下，可為原油的脫水創設良好條件。從歷史發展狀況來看，油氣儲運工作中伴隨較明顯的設備異常現象，錄入控制裝置滯后性明顯、檢測精度偏低等，在經過原油脫水處理后并未達到完全清理水分的效果，導致產品質量下降以及難以滿足要求，出現了油氣與水混合的現象。

在原油脫水生產流程中引入自動化技術后，有助于改善高效分水器的工作狀態，有效解決傳統方式下效率低、應用效果欠佳的問題，除了維持高效分水器各階段壓力的穩定性外，還能夠充分發揮出控制裝置的作用，實現對生產工藝的高精度控制，在自動化控制技術的引導下，油氣內部物質的分離更加徹底，可將水分完全排出，油氣質量得以提高[2]。通過對高效分水器的改造能夠發揮出自動化技術的優勢，以達到自動檢測的效果，具體檢測內容體現在壓力、油氣基面等方面，與此同時中央處理器還可實現對各項參數的準確判斷，分析其是否穩定在合理范圍內，針對超標的參數則進行及時的調整，為油氣儲運的安全性提供了保障。

3.2 在油氣儲存監控中的應用

圖1 脫鹽脫水流程圖

能源損失是原油運輸階段極為常見的問題，其主要原因在于運輸過程中伴隨較明顯的散熱損失問題。為從根本上解決能源損耗，最為關鍵的突破口在于為流體提供充足的能量支持，具體而言，加熱站可提供熱能，泵站則可以提供充足的壓力，通過此方式可為運輸創造良好的條件，達到能量供求平衡的效果。此外，油氣運輸中的摩阻力損失問題也較為常見，基于試驗結果以及大量實踐經驗得知，油氣介質的黏稠程度是重要的影響因素，從實際運輸環境來看，在溫差的作用下進一步帶來油氣介質黏稠度的變化，因此相關單位需要從溫度控制入手，如提高出站溫度，通過此舉達到降低油氣介質黏稠度的效果，進而減少摩阻力損失，但其局限之處在于散熱損失隨之提高，難以同時兼顧多方面要求。

鑒于此，可引入自動化控制技術，在其支持下實現對油氣儲運的全方位監控，經檢測后獲得介質黏度、溫度等相關指標的實際值，根據實際情況作靈活的調整，提高工藝參數的合理性。自動化技術還可進一步對接至計算機系統，以所得參數為依據，實現對輸油工藝的優化，使得加熱爐溫度維持在正常區間內，并確保流量的合理性，以便創造更可觀的油氣傳輸效率，盡可能減少傳輸成本。

3.3 在泵類設備運行中的應用

油氣儲運過程中必須得到泵類設備的支持，從而提高生產進度，達到減少生產階段電能消耗的效果。在常規泵類設備的基礎上引入自動化技術后，能夠為泵類的運行提供更良好的環境，實現對其的全方位監管，通過對設備運行狀態的調整達到提升效率的效果。

實際工作中，相關單位要以靈活的方式引入自動化技術，創建面向自動化泵類設備的高精度監控系統，通過實時的監測確定泵類的運行效率，以泵類實際情況為切入點，分析運行狀態發生變化的具體原因[3]。基于對實際情況的分析得知，泵類運行效率易發生改變的主要原因體現在原油溫度、黏稠度、摩阻力損失（主要指的是過濾器處所形成的摩阻力）、出口閥組運行性能（主要指的是節流效果）等方面。在引入自動化控制技術后，能夠實時監控泵類的運行狀態，達到動態化管理的效果，監控系統會對泵類設備的運行情況作針對性分析，根據實際問題探討解決對策，以便給泵類的運行營造良好環境，提高其工作效率，確保泵類設備的穩定性。

3.4 在報表自動化生成領域的應用

油氣儲運是一項系統性工程，其包含的環節較多且伴隨較長的周期，各階段都容易形成豐富的報表，其不僅是各項油氣生產信息的綜合展現，還是決策的重要參考依據。在過去很長一段時間，油氣生產模式普遍以人為操作為主，實際工作中摻雜大量主觀因素，受個人專業水平高低的影響較大，不利于結果的準確性。而基于自動化技術的應用，可以實現對各項數據的自動化采集，匯總所得數據并創建數據庫，在油氣儲運工作持續推進之下，數據庫的豐富度逐步提高，基于持續性的累計計算后，便可自動創建報表。生出的報表可為后續的工作提供依據，有助于信息的快速查詢，管理者及領導層可根據歷史信息作出更準確的判斷，提高決策的可行性。

4 結語

油氣的儲存和運輸是能源生產工作中的重要環節，基于自動化技術的應用可提高監管水平，確保油氣生產質量，以免在儲存和運輸中發生大規模的能源消耗現象，創造安全的油氣儲運環境，提高了油氣儲運效率，原本工作人員勞動強度過大的問題也得到有效的緩解。總體上，自動化技術的應用具有其必然意義，可推動油氣行業的發展，甚至與社會經濟發展息息相關。