天然氣輸送管道的自控系統(tǒng)研究

王勝軍

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)資源和能源的需求不斷增加，能源在我國(guó)的分布明顯不平衡。因此，為了平衡資源利用，實(shí)現(xiàn)區(qū)域發(fā)展，利用長(zhǎng)管道運(yùn)輸能源資源具有重要意義。在目前長(zhǎng)時(shí)間的管道使用中，最明顯的問題是惡劣的天氣對(duì)運(yùn)營(yíng)商的影響巨大。這將導(dǎo)致管道使用效率和安全性的降低，因此解決這一問題非常重要。自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠很好地解決這一問題，因此保持自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和連續(xù)性具有重要意義。因此，探討自動(dòng)控制系統(tǒng)的維護(hù)和管理方法具有重要的實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：天然氣管道;自動(dòng)控制系統(tǒng);研究

1 天然氣管道發(fā)展現(xiàn)狀

在天然氣輸送過程中，需要選擇一些適合長(zhǎng)距離輸送且具有良好壓縮效果的管道。在天然氣運(yùn)輸系統(tǒng)中，它由三個(gè)部分組成。它們分別是送風(fēng)干線、送風(fēng)站和送風(fēng)控制中心。主要是石油管道將凈化后的天然氣輸送到城市，在天然氣凈化廠與城市之間架起天然氣輸送橋梁。

在天然氣管道開發(fā)過程中，最明顯的特點(diǎn)是大口徑、長(zhǎng)距離、高壓。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，天然氣貿(mào)易量也在不斷增加，近年來這一增長(zhǎng)趨勢(shì)更加明顯。目前，世界各國(guó)可以通過天然氣系統(tǒng)進(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)多種天然氣供應(yīng)方式。天然氣運(yùn)輸系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化也已成為天然氣未來的發(fā)展趨勢(shì)。地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)是安全供氣的有效途徑。各國(guó)都高度重視地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)。

與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)與天然氣管道建設(shè)仍有一定距離，不僅天然氣管道建設(shè)數(shù)量相對(duì)較少，而且形成了科學(xué)的網(wǎng)絡(luò)化管理。管的直徑和承受壓力的能力都與理想有很大的距離。此外，在我國(guó)天然氣管道運(yùn)輸中，最理想的水平是西氣東輸，采用了符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)技術(shù)。利用GPS定位系統(tǒng)對(duì)管道進(jìn)行了路徑優(yōu)化。此外，管道施工的材料在韌性和強(qiáng)度方面都是理想的。同時(shí)，煤焦油、瓷漆等材料也被用來保護(hù)管道表面，防止管道腐蝕。

2 提高我國(guó)燃?xì)夤艿垒斔妥詣?dòng)化技術(shù)應(yīng)用水平的措施

2.1 推廣使用SCADA系統(tǒng)

SCADA系統(tǒng)是一個(gè)集數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制于一體的系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和運(yùn)輸過程中的控制與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)在天然氣長(zhǎng)距離管道輸送中的應(yīng)用，不僅可以監(jiān)控和自動(dòng)調(diào)節(jié)天然氣的生產(chǎn)和輸送，而且在一定程度上提高了天然氣調(diào)節(jié)的精度。同時(shí)，該系統(tǒng)還可以收集、記錄、整理和分析所有相關(guān)數(shù)據(jù)和信息的過程中實(shí)時(shí)交通，而且可以消除或處理及時(shí)在系統(tǒng)中隱藏的問題，進(jìn)一步提高管道運(yùn)輸?shù)陌踩?。確保自動(dòng)化技術(shù)的可靠性?？刂浦行牟捎肧CADA系統(tǒng)，對(duì)天然氣管道數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。相關(guān)人員只需要查看控制界面的數(shù)據(jù)顯示，如壓力、溫度、泵站內(nèi)閥門位置等數(shù)據(jù)，然后調(diào)整壓氣機(jī)升壓模式傳輸?shù)较掠渭佑驼粳F(xiàn)場(chǎng)。確保天然氣運(yùn)輸穩(wěn)定運(yùn)行。目前，SCADA系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)天然氣管道運(yùn)輸中得到了廣泛的應(yīng)用，有效地實(shí)現(xiàn)了管道運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)化。

2.2 使用多種智能軟件

除了SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用，還可以通過集成其他智能軟件進(jìn)一步增強(qiáng)天然氣管道運(yùn)輸，進(jìn)一步提高天然氣管道運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)化程度，利用管道仿真仿真軟件進(jìn)行預(yù)仿真。天然氣管道的GPS、GIS測(cè)量、監(jiān)測(cè)、測(cè)量、問題處理等先進(jìn)技術(shù)。同時(shí)，利用多個(gè)軟件應(yīng)用程序?qū)κ占降臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和決策，避免漏洞，將信息數(shù)據(jù)集成到一個(gè)容易查詢的數(shù)據(jù)中。從天然氣管道運(yùn)輸自動(dòng)化技術(shù)的軟硬件入手，進(jìn)一步提高了自動(dòng)化程度，提高了天然氣運(yùn)輸效率，降低了天然氣運(yùn)輸?shù)目偝杀尽?/p>

2.3 合理優(yōu)化管道

除了應(yīng)用智能軟件和SCADA系統(tǒng)外，還應(yīng)注意天然氣管道管網(wǎng)的規(guī)劃和硬件設(shè)施的優(yōu)化。目前，歐洲和美國(guó)，天然氣管道傳輸高度自動(dòng)化和傳輸網(wǎng)絡(luò)密集，不僅實(shí)現(xiàn)了相同的天然氣管道在不同地區(qū)的每個(gè)國(guó)家，而且還采用了海底管道的鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)和天然氣的國(guó)際交流的視線。在很大程度上，利用了天然氣管道運(yùn)輸自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)。因此，天然氣管道的合理優(yōu)化，在保證輸送硬件的前提下，可以保證它是自動(dòng)化技術(shù)的載體，在天然氣管道的輸送中發(fā)揮著最大的作用。

2.4 天然氣管道優(yōu)化

完善天然氣管道的運(yùn)輸效率，減少阻力和壓力損失的天然氣管道運(yùn)輸過程中通過應(yīng)用天然氣管道內(nèi)一層特殊的材料，整個(gè)天然氣的運(yùn)輸能力增加約6%，并大大減少故障的發(fā)生率。達(dá)到自動(dòng)化的目的，進(jìn)而全面實(shí)現(xiàn)天然氣管道運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)化。

2.5 增加資金，提高自動(dòng)化系統(tǒng)的智能化水平

我國(guó)越來越多的天然氣管道運(yùn)輸采用智能SCADA系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)的整體自動(dòng)化。各種相關(guān)智能軟件的結(jié)合，不斷提高了天然氣管道運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)化程度。如西氣東輸、陜京天然氣管道輸送等具有較強(qiáng)的自動(dòng)化能力。在這些系統(tǒng)和軟件的應(yīng)用過程中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)故障和問題。為了保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，這就要求相關(guān)技術(shù)人員做好后期維護(hù)工作。工作人員通過對(duì)壓縮機(jī)相關(guān)數(shù)據(jù)及輸送過程的觀察，通過顯示加載數(shù)據(jù)得到三維彩色圖形，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)仿真動(dòng)態(tài)圖形，較好地反映了管道輸送的實(shí)時(shí)情況。

3 結(jié)論

通過學(xué)習(xí)自動(dòng)控制措施的天然氣管道運(yùn)輸過程中，管道運(yùn)輸天然氣的自動(dòng)化程度提高，安全風(fēng)險(xiǎn)水平降低，管道運(yùn)輸?shù)陌踩ＷC，更好的氣體傳輸效率。對(duì)天然氣管道輸送過程中的自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，通過各種采集措施獲取管道系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)。加強(qiáng)管道系統(tǒng)PLC的設(shè)計(jì)，提高管道系統(tǒng)的自動(dòng)控制能力，實(shí)時(shí)監(jiān)控管道運(yùn)行狀態(tài)，解決各種安全問題，促進(jìn)管道天然氣供應(yīng)，滿足用戶需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]王佳.YG液化天然氣項(xiàng)目?jī)?chǔ)運(yùn)系統(tǒng)優(yōu)化研完[D].北京：中國(guó)石油大學(xué)，2015.