慶齊管道數(shù)字化建設(shè)與智能化創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐

聶紅培

（大慶油田天然氣分公司技術(shù)保障中心自控設(shè)計(jì)室，黑龍江 大慶 163000）

1 建設(shè)現(xiàn)狀

大慶油田慶齊天然氣長輸管道（φ400×5.3-155.717 km）設(shè)有紅崗首站、昂昂溪末站及6 座中間閥室。管道橫跨大慶紅崗、大同、杜蒙、齊齊哈爾泰來、昂昂溪區(qū)2 市5 縣（區(qū)），沿線周邊環(huán)境復(fù)雜，站場、閥室（無人值守）均地處人煙稀少的荒原地帶，具有線長、點(diǎn)多、面廣、自然環(huán)境復(fù)雜、管理難度大等特點(diǎn)，既要實(shí)現(xiàn)站場、閥室滿足本地安全可靠控制，又能實(shí)現(xiàn)分公司生產(chǎn)指揮中心、紅崗首站、昂昂溪末站互為備用控制成為技術(shù)難題。

2 慶齊管道數(shù)字化建設(shè)

慶齊管道設(shè)有2個(gè)站場、6個(gè)閥室，為構(gòu)建適合分公司的“1233”長輸管道智能化基本構(gòu)架。即設(shè)置1個(gè)操控中心（生產(chǎn)指揮中心）全線集中監(jiān)控，統(tǒng)一調(diào)度授權(quán)；2個(gè)中心站（紅崗站、昂昂溪站）接收授權(quán)，獨(dú)立操控，互為備用；3個(gè)核心功能“集輸過程自動(dòng)化、設(shè)備管理智能化、統(tǒng)籌管理信息化”；3個(gè)管理層級(jí)達(dá)到“分級(jí)操控、在線調(diào)度、協(xié)同管理”。

3 慶齊管道智能化運(yùn)營

全智能化運(yùn)營是基于管道自身業(yè)務(wù)特點(diǎn)，通過提高管道核心控制系統(tǒng)的自動(dòng)化操作水平，加強(qiáng)管道對各類風(fēng)險(xiǎn)隱患的感知預(yù)警能力，創(chuàng)新實(shí)施集中監(jiān)視、集中巡檢、集中維修的遠(yuǎn)程運(yùn)維智能新模式，帶動(dòng)管道運(yùn)營管理水平與運(yùn)行綜合效益的全面提升。

3.1 站場無人操作支持技術(shù)

利用SCADA 系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)使慶齊管道按照集控中心的遠(yuǎn)程控制指令運(yùn)行，有效代替現(xiàn)場操作人員，自動(dòng)完成預(yù)設(shè)的控制邏輯目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)無人值守站場、閥室的自動(dòng)運(yùn)行、遠(yuǎn)程控制。

（1）實(shí)現(xiàn)“一鍵啟輸、一鍵停輸”功能。昂昂溪末站控制系統(tǒng)將成熟的操作步驟利用邏輯組態(tài)方式固化成規(guī)范的流程，在啟、停輸過程中的大量閥門開關(guān)、參數(shù)設(shè)置、設(shè)備切換、啟停等，全部由控制系統(tǒng)按照預(yù)設(shè)的控制邏輯順序自行判斷并進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)了旋風(fēng)分離器、

過濾分離器、流量計(jì)、調(diào)壓撬等多個(gè)系統(tǒng)順序投運(yùn)和停止，即可自動(dòng)完成一鍵啟輸、一鍵停輸?shù)乃羞^程，無需人為操作與干預(yù)。簡化了運(yùn)行人員操作流程的同時(shí)，也避免了人為操作失誤的可能，極大提高了管道的安全可靠性和經(jīng)濟(jì)效益。

（2）“一鍵調(diào)控切換”功能，實(shí)現(xiàn)天然氣管道自動(dòng)分輸。為實(shí)現(xiàn)冬季保供時(shí)，氣量的精準(zhǔn)控制，增加了日指定氣量設(shè)定功能，可按照調(diào)度指令對全天輸送氣量、高峰時(shí)段用氣比例等進(jìn)行設(shè)定，進(jìn)而根據(jù)設(shè)定值，自動(dòng)計(jì)算全天各時(shí)段的供氣流量，自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)；另外，新增供氣壓力、流量自動(dòng)調(diào)節(jié)方式切換功能，可根據(jù)不同工況需求，靈活選擇；上述功能，大大降低了冬季保供等特殊時(shí)段操作人員的操作壓力及難度，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，供氣量更加精準(zhǔn)，操作適應(yīng)性更強(qiáng)。

（3）實(shí)現(xiàn)計(jì)量電子化。慶齊管道2個(gè)站場，針對流量計(jì)計(jì)量實(shí)現(xiàn)了流量計(jì)組分管理功能，根據(jù)操作權(quán)限，技術(shù)人員可遠(yuǎn)程在線修改流量計(jì)相關(guān)組分參數(shù)，真正實(shí)現(xiàn)流量計(jì)的遠(yuǎn)程監(jiān)視監(jiān)控；參數(shù)在線設(shè)定功能，根據(jù)操作權(quán)限，技術(shù)人員可遠(yuǎn)程在線修改量程、報(bào)警值、聯(lián)鎖值，避免修改相關(guān)邏輯程序，保證了程序的正確性和穩(wěn)定性，可維護(hù)性更強(qiáng)，操作更加便捷；計(jì)量報(bào)表自動(dòng)采集功能，可自動(dòng)生成小時(shí)及日輸氣量相關(guān)報(bào)表，避免了人工記錄中出現(xiàn)的誤差，確保了數(shù)據(jù)管理的實(shí)時(shí)性、精準(zhǔn)性。

3.2 閥室智能化管理

（1）閥室智能視頻巡檢及語音喊話功能。慶齊管道6 座閥室分別建立閥室RTU 系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)及語音喊話功能，并通過移動(dòng)專線將生產(chǎn)數(shù)據(jù)、視頻畫面?zhèn)鬏斨涟喊合┱尽⒓t崗首站、分公司監(jiān)控中心，可實(shí)時(shí)監(jiān)測閥室內(nèi)天然氣管道生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)、視頻查詢及視頻歷史回放等功能。

（2）實(shí)現(xiàn)周界入侵智能安防。慶齊管道3#分輸站采用振動(dòng)光纖周界入侵報(bào)警系統(tǒng)結(jié)合終端反射模塊的周界入侵報(bào)警系統(tǒng)方案。振動(dòng)光纜安裝在圍墻周界處，終端反射模塊安裝在各防區(qū)單元，站場出入口處利用監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置的前端攝像機(jī)作為補(bǔ)充，監(jiān)控終端可實(shí)現(xiàn)與工業(yè)電視監(jiān)控子系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)。

（3）實(shí)現(xiàn)智能陰保遠(yuǎn)程監(jiān)控。慶齊管道在昂昂溪末站、2#閥室分別安裝了陰極保護(hù)測試樁，陰極保護(hù)系統(tǒng)做為長輸管道的重要保護(hù)設(shè)備，將其引入閥室新建RTU系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了恒電位儀遠(yuǎn)程手/自動(dòng)切換，輸出電壓、電流遠(yuǎn)程設(shè)定，運(yùn)行狀態(tài)、額定電壓、電流、異常報(bào)警狀態(tài)等遠(yuǎn)程監(jiān)測、控制功能，提升了管道陰保系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測與專業(yè)化管理能力。

（4）實(shí)現(xiàn)泄漏智能檢測。對于閥室封閉空間，設(shè)置了催化燃燒型可燃?xì)怏w檢測器；一旦達(dá)到設(shè)定值，閥室RTU 系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，操作人員可采取相應(yīng)措施。

（5）氣液聯(lián)動(dòng)閥改造，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控功能。實(shí)現(xiàn)了壓降速率大或壓力高、低波動(dòng)自動(dòng)爆管切斷功能；另外，增加了閥位反饋開關(guān)，實(shí)現(xiàn)了對閥位狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。

4 結(jié)語

在信息標(biāo)準(zhǔn)化和信息安全支撐下，借助先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過自主設(shè)計(jì)、自主編寫控制程序、自主實(shí)施的方式，圓滿完成了慶齊管道智能化建設(shè)任務(wù)，并探索出了適合分公司自身需要的智能化長輸管道的相關(guān)技術(shù)路線和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，形成了用的起、易維護(hù)、有實(shí)效、可復(fù)制、可推廣、低成本的智能化管道技術(shù)模式。