天然氣長輸管線自控系統設計與應用研究

高玉勇

摘 要：目前，我們國家正在積極推進對清潔能源的開發利用，天然氣作為一種清潔能源，其開發利用水平也在與日提升。在運送天然氣的過程中需要使用到長輸管道，而長輸管道所處環境惡劣、復雜，有必要對其進行自動化生產與管理。鑒于此，本文圍繞天然氣長輸管線自控系統設計與應用展開探究。

關鍵詞：天然氣;長輸管線;自控系統;設計與應用

0 引言

一般而言，天然氣長輸管道所穿越距離較長，中途經過的站點較多，并且其所處工作環境相當復雜，因此，需要利用自動化控制系統來對其進行集中控制。我們國家有關天然氣長輸管道的自控技術還不成熟，與國外發達國家的差距還很大，在系統的可靠性方面所存在的問題仍比較突出。因此，迫切需要設計出具有較高安全可靠性的自動控制系統，以此來為天然氣的長距離輸送提供安全保證。

1 需求分析

在設計天然氣長輸管道自控系統的時候，需要滿足通信、站場控制、站場安全三方面的需求，具體要求如下：

1.1 通信需求

在滿足通訊需求方面需要達到以下標準：①需建設一個具有較高可靠性的數據傳輸系統，確保其在日常與關鍵時刻均能發揮出其功能作用。一般來講，數據采集與監控系統相對比較復雜，其所涵蓋的場站比較多，需要傳輸較大數量的數據，當發生險情的時候，需要確保在執行站場緊急停車的過程中，能夠同時將報警信息迅速傳送至控制中心;②需要一個具有較高可靠性與穩定性的站內通信網絡。需要充分保證站場控制通信系統的可靠性，方能及時準確地完成對各傳感器與遠程終端數據的采集、存儲等。

1.2 站場控制需求

對于不同的站場來說，其具有不同的配套工藝，因此，天然氣長輸管線場站控制系統需要滿足如下功能：首先，要針對站場實際的工藝區功能，來設計出相與之相匹配的工藝控制系統，以此來滿足不同場站的具體工藝要求。其次，因為大多數場站是合建的，前后不同時期所建設的壓縮機系統需要聯合起來運行，為避免出現壓縮機過載的現象，確保壓縮系統運行平穩，需設計壓縮機聯網運行的載荷分配控制系統。

1.3 站場安全需求

在天然氣長輸管線控制系統當中，對站場的安全設計是其中一重要組成，其需要根據控制系統的實際檢測結果來做出相應的指令，或者進行調節、或者進行報警、或者進行停機。天然氣長輸管線加氣站肩負著調節壓力、計量流量等任務，在對其進行安全設計的時候需要滿足如下兩方面功能要求：①當檢測到系統出現氣體泄漏的情況時，需要在立即停車，將站控系統與干線直接隔離;②在完成緊急停機以后，若是存在放空的必要，則需要及時將管線與站場內的天然氣體予以放空。

2 系統構架

2.1 遠程通信系統

在整個天然氣長輸管線控制系統當中，處于核心位置的部分為通信系統，可以將其比作是整個自控系統的神經網絡，其肩負著傳輸數據與執行命令的重要任務。天然氣長輸管線通信系統具有較長的通信距離，并且站控系統相對比較復雜，對信息的準確性也具有非常高的要求，針對其以上特征，需要對天然氣長輸管線通信系統的延遲性予以考慮分析，計算延遲的總時長，進而修正系統的延遲，最終實現系統的同步。在天然氣長輸管線控制通信系統當中，處于最前沿位置的為站場控制系統，由于大多數站場所處位置比較荒涼、惡劣，比如荒漠、隔壁、深山等，沒有有線通信網絡，為了確保能夠順暢的傳輸信息數據，需要結合不同場站的實際情況來設計相應的通信工程。為了保證信息的準確性，需要對天然氣長輸管線通信系統的冗余性與安全性予以設計，在伴隨管線建設沌口的通信光纜，以此來實現各場站、控制單元與傳感器的硬線連接。

2.2 站場安全設計

在進行天然氣站場安全設計的過程中，需要設計緊急停車系統與放空系統。緊急停車在接收到控制系統所下達的緊急停車命令之后，能夠迅速及時的完成停車。天然氣長輸管線大部分是與已經建設管道的各個場站進行合建，為了確保合建場站聯合運行的可靠性，需要充分考慮在各緊急停車系統存在邏輯上的聯鎖關系，在已建管道站場緊急停車系統被觸發之后，延時一段時間以后，聯鎖觸發本輸氣管道站場緊急停車系統，反之同樣道理。綜合上述因素，使用硬線來連接兩套緊急停車系統，以此來實現對緊急停車的設計。放空系統的功能是將系統中所存留的天然氣氣體安全地排到大氣當中去，對于不同的站場與閥室，需要結合其工藝特點來設計不同的放空系統。

3 結語

總而言之，天然氣長輸管道所穿越距離較長，中途經過的站點較多，并且其所處工作環境相當復雜，其對自控系統的安全性與可靠性的要求比較高。在設計天然氣長輸管道自控系統的時候，需要滿足通信、站場控制、站場安全三方面的需求，同時要對遠程通信系統、站場安全設計兩大系統構架進行重點考慮。

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