天然氣工業中電氣自動化技術的運用

郭沙

[摘 ? ?要]我國是一個天然氣資源豐富的大國，許多行業均采用天然氣資源進行生產。為了切實提高天然氣資源的運用效率，就需要將現代化的電氣自動化等技術運用到該行業中，以此來輔助開展相應的生產、運輸以及儲存工作?；诖?，對天然氣工業中自動化技術的運用進行了系統性探究，希望能夠對我國天然氣資源的科學化運用提供幫助。

[關鍵詞]天然氣工業;電氣自動化技術;運用

[中圖分類號]TM76 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2022）01–00–03

[Abstract]China is a big country rich in natural gas resources， and many industries use natural gas resources for production.In order to effectively improve the application efficiency of natural gas resources， it is necessary to apply modern electrical automation technologies to the industry to assist in the corresponding production， transportation and storage work.Based on this， this paper systematically explores the application of automation technology in the natural gas industry， hoping to help the scientific application of natural gas resources in China.

[Keywords]natural gas industry; electrical automation technology; application

對于我國天然氣行業來說，自動化技術的運用有著重要的意義，同時對于該行業相關生產設備的更新換代也有著重要的推動作用。通過自動化技術，天然氣行業技術可以實現模擬信號到數字信號的轉變，電氣系統也能夠更加系統化，擁有更高的集成度。因此，全面開發自動化技術，將是我國天然氣行業未來發展的重要方向。

1 電氣自動化技術在天然氣工業中的作用

作為能源工業的重要組成部分，天然氣工業自動化技術的發展有著重要的戰略意義，通過自動化技術，相關人員可以對天然氣工業的各個環節進行實時監控管理，信息參數的獲取也更加快捷準確。一般來說，天然氣工業系統包括生產、運輸以及管理三個方面的內容，而在采用自動化技術的過程中，技術人員也需要結合這三方面內容的不同特點進行探究。具體來說，在天然氣的生產階段，可以在抽取地下天然氣時，利用自動化技術實現對閥門等控制元件的智能化調控，從而保障抽取過程中流量和氣壓的穩定性;同時，技術人員也可以將自動化技術運用到天然氣的脫水環節。該環節包含吸附、再生、冷卻、等待四個部分，借助自動化技術，可以智能化調控該過程所使用的電路聯動閥門，從而確保四個脫水步驟的流暢進行。此外，在這個過程中運用自動化技術還能夠起到實時監控系統風險的作用，確保脫水過程的安全性。

安全性是將自動化技術運用到天然氣工業中最為直觀的特點。具體來說，運用自動化技術，可以有效地減少人工操作，從而為工作人員提供一個安全的工作環境，降低系統發生危險時的危害程度。同時，自動化技術還能夠實現對系統電路的自動化控制和實時監控，及時收集系統運行過程中的異常數據，并且反饋給后臺操作人員，切實提高天然氣工業系統運行的可靠性。

我國天然氣資源的分布呈現出典型的地域性，即西北地區蘊含大量的天然氣資源，而主要的能源使用地區卻集中在東部沿海地區，這就使得天然氣資源的運輸成為了一個關鍵問題，而在運輸過程中出現大量的能源損耗需要引起有關人員的重視。一般來說，天然氣的運輸里程都在幾千公里以上，由于運輸管道沿途地理條件和氣候特點的變化，往往會導致能源的運輸效率降低。而在這個過程中利用好自動化技術，能夠實現對運輸全程的可視化監控，幫助管理者準確地了解管道全程的管壓、流量等參數，并且通過對這些參數的分析及時調節運輸狀態，保障天然氣運輸過程的科學、高效。

由此可見，將電氣自動化技術運用到天然氣行業是十分必要的。相比于其他形式的能源，天然氣資源具有許多自身獨特的性質，而這些性質也導致了其生產、運輸和管理環節必須同樣具備相應的特殊性。在這種背景下，如果還只是采取傳統的人工模式進行管理，不僅無法起到有效地管理效果，同時也難以與我國巨大的天然氣行業規模相匹配。因此，利用好自動化技術，能夠顯著解決天然氣生產、運輸和管理過程中的相關問題，為我國天然氣行業的整體發展打下一個堅實的基礎。

2 電氣自動化技術在天然氣工業中應用的優點

2.1 控制天然氣流量穩定

由于我國天然氣資源整體存在著地域性特點，不同礦區的地形地貌千差萬別，為此，必須結合天然氣所在的區域采取相應的開采方式。利用電氣自動化技術進行天然氣開采，能夠實現對開采系統的智能化控制，確保天然氣氣流的穩定性和安全性。此外，由于天然氣的開采過程暴露于室外，因此需要面臨一些極端天氣、復雜環境的考驗，這些極端的情況會在一定程度上影響到開采設備的使用壽命。相比于傳統的開采設備，電氣化自動技術可以實現對設備的實時監控，及時反饋設備的異常狀況，無需技術人員進行高頻率檢修和維護，從而降低天然氣開采過程的人工成本。

2.2 降低天然氣工業系統管理難度

傳統天然氣工業的開采、運輸、儲存以及管理階段都需要耗費大量的人力和物力，提高管理成本的同時，也很難起到有效的管理效果。而利用好電氣自動化技術，管理人員就能夠依托系統網絡，科學靈活地對設備進行實時監控，并且結合天然氣工業的發展狀態實現對有關參數和閥門的遠程控制，從而最大程度上降低天然氣工業的管理難度。值得注意的是，為了做好這一方面的工作，相關技術人員必須提高自己的專業技能儲備和職業素養。具體來說，要掌握良好的自動化技術操作能力，對天然氣自動化工業設備的運行狀況和運行環節有一個系統的認知;同時還要具有良好的現場判斷和決斷能力，保障生產設備能夠一直處于穩定的運行狀態。在這種操作背景下，技術人員可以實現對天然氣工業全環節的穩定、精準監控，避免出現各種各樣的人為錯誤。

3 電氣自動化技術在天然氣工業中的應用要點

3.1 生產階段的重點

天然氣生產階段的重點是開發提升天然氣開采效率的技術和方法，努力降低天然氣開采的成本，同時做好對開采設備的維護、對工程技術人員人身安全的保障和對自然環境的保護。天然氣的開采可以分為從地下抽取天然氣以及對抽取后的天然氣進行脫水兩個階段。第一個階段對開采設備的負荷要求較大，這主要是由于開采的過程速率和壓力參數較高，因此需要開采設備具有較高的安全系數和穩定性。為此，要在盡量控制成本的同時，選取穩定性和安全性能都較好的設備，確保天然氣資源開采能夠維持在一個連續的狀態。而天然氣開采的第二階段對于設備的要求更高，其需要系統具有良好的人機交互功能，即技術人員需要實現對除水系統中不同閥門和開關的精準、及時控制。地下天然氣在上升階段的壓力和流量不斷變化，這種波動的狀態需要技術人員對設備進行合理設計，確保其能夠滿足實時監控和反饋脫水過程中壓力具體情況的要求。同時，該系統還必須具備準確靈敏的報警系統，一旦壓力值超過系統的預設值，必須進行警報并且自動泄壓，從而確保開采過程的正常運行和技術人員的人身安全。由此可見，在天然氣工業系統當中，電氣自動化技術必須確保開采系統、監控系統以及控制系統的科學性和靈活性，在保障開采過程順利進行的同時，最大程度上確保系統的穩定性和安全性。另外，鑒于天然氣在開采過程中溫度較高的特點，必須提高對溫度控制的重視，并且將其在電氣自動化技術中體現出來。

3.2 運輸環節的重點

我國廣袤的國土導致我國出現天然氣產地和消費地區相隔較遠的情況。為了有效地解決這一問題，我國實施了“西氣東輸”等一系列重大工程，并且建立了一套規模較大的天然氣運輸網絡，在這其中，電氣自動化技術扮演了十分重要的角色。具體來說，電氣自動化技術在這個過程中必須具備良好的參數。如，為了降低運輸網絡中相關器件的更換頻次，降低運輸網絡的人工維護成本，必須確?？刂葡到y中的各單元器件等具備良好環境耐受力，切實提高各個元器件的使用壽命，保障運輸系統的安全穩定運行。又比如，由于天然氣運輸管道系統的長度較長，因此一般需要設置多級泵站來保障天然氣運輸過程中的壓力和速度。而這些泵站所在的地區往往人跡罕至，為了確保泵站的質量和壽命，必須要求其能夠在盡量少的人工維護頻率下，可以最大程度上抵御各種不良的自然環境，如暴曬、雷擊、高溫、極寒、雨淋等，在最大程度上避免由于環境變化導致天然氣運輸過程出現故障。另外，由于天然氣運輸泵站不可避免地會出現故障問題，因此在設計時必須賦予泵站簡單維護的特點。這主要是由于泵站所在區域人員較少，交通不便，較大的維修難度會提高維護成本。值得注意的是，電氣自動化等技術的應用能夠方便技術人員對泵站進行遠程操控。在這個過程中，為了確保操控環節的科學性和高效性，控制系統的設計必須盡量簡潔，能夠實現人工檢查，這能夠在一定程度上降低技術人員學習的難度，從而避免在操作過程中由于技術問題而出現操作失誤，同時也可以壓縮培訓過程的時間和成本，降低對天然氣運輸環節的資金投入。除此之外，為了借助電氣自動化技術達到最大程度上降低人工操作步驟的目的，就需要確保總控室發出的各項指令在傳達的過程中能夠具備及時性和準確性的特點，同時電氣控制系統能夠實現對信息參數的穩定迅速傳輸，總控室也能夠實現對各子系統反饋數據的及時處理和分析，并且及時下達科學合理的處理意見。由此可見，在電氣自動化設計運輸控制系統時，必須全面保障各硬件和軟件的連貫性和穩定性，確保信息和數據能夠在不同系統之間的穩定傳輸，并且一旦子系統發現有不法信號出現，可以第一時間采取緊急措施，從而確保整個系統的安全和穩定運行。

3.3 管理環節中的重點

要想在天然氣工業管理過程中運用好電氣自動化技術，必須做好以下幾個方面的工作：

（1）最大程度簡化天然氣工業管理系統的中間環節，提高管理過程的穩定性和高效性。

（2）確保管理系統所涉及各個設備的安全性能都符合設計要求，在保障系統和設備穩定運行的同時切實保障好技術人員的人身安全。值得注意的是，電氣自動化技術不僅具備天然氣生產和運輸的數據采集和管理功能，同時還能夠結合天然氣工業的實際狀況對相應數據進行分析，并且為管理者的最終決策提供建議和參考。

（3）在天然氣工業管理系統中，電氣自動化技術還需要能夠實現數據的雙向傳輸，確?？梢郧逦貙⒂嘘P數據在儀表中顯示出來，確保控制電路的穩定和高效運行，全面提高其智能化程度。目前，一般要求電氣自動化控制系統需要具備模塊化的設計特點。這是由于模塊化的設計能夠保障元器件可以具有良好的通用性，進而實現大批量的生產，避免過高的設計成本，降低前期的資金消耗;同時，利用模塊化設計搭建的控制系統可以提高系統在運行過程中的安全性和穩定性，而這也可以為系統的智能化判斷過程提供一個良好的保障。

（4）天然氣工業管理系統還需要依托電氣自動化技術，實現對大批量數據的集中處理。通過這種方式，管理人員可以切實提高管理效率，如果系統在運行過程中出現突發狀況，管理人員還可以借助電器自動化技術實現對目標信息的備份，管理過程能夠更加科學、穩定。

（5）管理人員還必須對天然氣工業設備進行定期維護，而這也能體現出模塊化設計的優勢。即可以切實降低維護過程的難度，節約技術人員的維修用時，系統較大的損傷也可以通過簡單的更換模塊來進行解決。技術人員還可以將一些監測排查裝置安裝到模塊化系統中，使得系統可以具備檢測不法分子網絡入侵的功能，提高系統的整體安全性能。

4 結語

在天然氣工業系統中應用電氣自動化技術，是目前能源工業發展的重要趨勢，全面提高電氣自動化技術的運用程度，可以實現對整個系統的實時監控和遠程控制，提高天然氣生產、運輸和管理環節的科學性、智能性和高效性，同時也可以為天然氣工業的整體發展和從業人員的人身安全做好保障。為此，天然氣工業從業人員必須結合天然氣在生產、運輸以及管理過程中的相應特點，積極開發更加匹配、更加先進的自動化專業技術;并且從業人員也必須加強對自身專業技能和職業素養的建設，確保能夠實現對自動化控制系統的良好控制，掌握科學處理各種突發狀況的能力，助力天然氣工業的持續發展。

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