慶齊管道數(shù)字化建設與智能化創(chuàng)新設計與實踐

聶紅培

（大慶油田天然氣分公司技術保障中心自控設計室，黑龍江 大慶 163000）

1 建設現(xiàn)狀

大慶油田慶齊天然氣長輸管道（φ400×5.3-155.717 km）設有紅崗首站、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、點多、面廣、自然環(huán)境復雜、管理難度大等特點，既要實現(xiàn)站場、閥室滿足本地安全可靠控制，又能實現(xiàn)分公司生產指揮中心、紅崗首站、昂昂溪末站互為備用控制成為技術難題。

2 慶齊管道數(shù)字化建設

慶齊管道設有2個站場、6個閥室，為構建適合分公司的“1233”長輸管道智能化基本構架。即設置1個操控中心（生產指揮中心）全線集中監(jiān)控，統(tǒng)一調度授權；2個中心站（紅崗站、昂昂溪站）接收授權，獨立操控，互為備用；3個核心功能“集輸過程自動化、設備管理智能化、統(tǒng)籌管理信息化”；3個管理層級達到“分級操控、在線調度、協(xié)同管理”。

3 慶齊管道智能化運營

全智能化運營是基于管道自身業(yè)務特點，通過提高管道核心控制系統(tǒng)的自動化操作水平，加強管道對各類風險隱患的感知預警能力，創(chuàng)新實施集中監(jiān)視、集中巡檢、集中維修的遠程運維智能新模式，帶動管道運營管理水平與運行綜合效益的全面提升。

3.1 站場無人操作支持技術

利用SCADA 系統(tǒng)優(yōu)化技術使慶齊管道按照集控中心的遠程控制指令運行，有效代替現(xiàn)場操作人員，自動完成預設的控制邏輯目標，實現(xiàn)無人值守站場、閥室的自動運行、遠程控制。

（1）實現(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、參數(shù)設置、設備切換、啟停等，全部由控制系統(tǒng)按照預設的控制邏輯順序自行判斷并進行操作，實現(xiàn)了旋風分離器、

過濾分離器、流量計、調壓撬等多個系統(tǒng)順序投運和停止，即可自動完成一鍵啟輸、一鍵停輸?shù)乃羞^程，無需人為操作與干預。簡化了運行人員操作流程的同時，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濟效益。

（2）“一鍵調控切換”功能，實現(xiàn)天然氣管道自動分輸。為實現(xiàn)冬季保供時，氣量的精準控制，增加了日指定氣量設定功能，可按照調度指令對全天輸送氣量、高峰時段用氣比例等進行設定，進而根據(jù)設定值，自動計算全天各時段的供氣流量，自動進行調節(jié)；另外，新增供氣壓力、流量自動調節(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段操作人員的操作壓力及難度，降低了勞動強度，供氣量更加精準，操作適應性更強。

（3）實現(xiàn)計量電子化。慶齊管道2個站場，針對流量計計量實現(xiàn)了流量計組分管理功能，根據(jù)操作權限，技術人員可遠程在線修改流量計相關組分參數(shù)，真正實現(xiàn)流量計的遠程監(jiān)視監(jiān)控；參數(shù)在線設定功能，根據(jù)操作權限，技術人員可遠程在線修改量程、報警值、聯(lián)鎖值，避免修改相關邏輯程序，保證了程序的正確性和穩(wěn)定性，可維護性更強，操作更加便捷；計量報表自動采集功能，可自動生成小時及日輸氣量相關報表，避免了人工記錄中出現(xiàn)的誤差，確保了數(shù)據(jù)管理的實時性、精準性。

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，并通過移動專線將生產數(shù)據(jù)、視頻畫面?zhèn)鬏斨涟喊合┱?、紅崗首站、分公司監(jiān)控中心，可實時監(jiān)測閥室內天然氣管道生產運行狀態(tài)、視頻查詢及視頻歷史回放等功能。

（2）實現(xiàn)周界入侵智能安防。慶齊管道3#分輸站采用振動光纖周界入侵報警系統(tǒng)結合終端反射模塊的周界入侵報警系統(tǒng)方案。振動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)設置的前端攝像機作為補充，監(jiān)控終端可實現(xiàn)與工業(yè)電視監(jiān)控子系統(tǒng)的聯(lián)動。

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

（4）實現(xiàn)泄漏智能檢測。對于閥室封閉空間，設置了催化燃燒型可燃氣體檢測器；一旦達到設定值，閥室RTU 系統(tǒng)會自動報警，操作人員可采取相應措施。

（5）氣液聯(lián)動閥改造，實現(xiàn)遠程操控功能。實現(xiàn)了壓降速率大或壓力高、低波動自動爆管切斷功能；另外，增加了閥位反饋開關，實現(xiàn)了對閥位狀態(tài)的實時監(jiān)控功能。

4 結語

在信息標準化和信息安全支撐下，借助先進的自動化技術、物聯(lián)網(wǎng)技術，通過自主設計、自主編寫控制程序、自主實施的方式，圓滿完成了慶齊管道智能化建設任務，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技術路線和建設標準，形成了用的起、易維護、有實效、可復制、可推廣、低成本的智能化管道技術模式。