油氣儲運(yùn)工程中自動化技術(shù)的應(yīng)用

李戰(zhàn)杰（中石化廣州工程有限公司，廣東 廣州510620）

油氣儲運(yùn)是能源建設(shè)事業(yè)中的重要一環(huán)，傳統(tǒng)人工控制的方式存在諸多局限之處，引入自動化技術(shù)后可實現(xiàn)對儲運(yùn)全程的智能監(jiān)控，為管理者提供重要參考信息，全面掌握油氣儲運(yùn)實際情況，在確保安全的同時有助于提高油氣儲運(yùn)的經(jīng)濟(jì)效益。

1 油氣管道自動化技術(shù)應(yīng)用的框架分析

縱觀現(xiàn)階段的油氣管道建設(shè)狀況，以SCADA系統(tǒng)最具代表性，是典型的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)。實際工作中基于該系統(tǒng)的監(jiān)測功能，可為調(diào)度控制中心的相關(guān)工作提供引導(dǎo)，提高管理針對性[1]。若調(diào)度控制中心因某方面的原因發(fā)生故障或存在通信中斷的問題，此時站場的控制系統(tǒng)隨即發(fā)揮作用，具備替代監(jiān)控中心的能力，實現(xiàn)無縫監(jiān)控，確保油氣儲運(yùn)各階段的信息得到完整的監(jiān)控與記錄。

PLC控制系統(tǒng)分別配套至各站場中，在其作用下可獲取現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)并加以分析，根據(jù)所得結(jié)果生成調(diào)度指令并下發(fā)，引導(dǎo)設(shè)備自行作出相應(yīng)調(diào)整，實現(xiàn)對工藝參數(shù)的自動化控制。油氣儲運(yùn)全流程中，基于自動化系統(tǒng)的支持可面向各環(huán)節(jié)作全方位的監(jiān)測，并借助HMI（人機(jī)界面）直觀呈現(xiàn)信息，以便操作者更為準(zhǔn)確地掌握實際情況。此外，調(diào)度控制中心也能夠及時獲取實際信息。

2 油氣儲存和運(yùn)輸工程中的自動化系統(tǒng)構(gòu)成分析

從油氣儲運(yùn)工程實際狀況來看，自動規(guī)劃技術(shù)在其中具有不可或缺的地位，是提高油氣儲運(yùn)安全性的重要措施。具體至自動控制系統(tǒng)的組成中，其包含了數(shù)據(jù)層、現(xiàn)場層、決策層及監(jiān)控層，彼此具有緊密關(guān)聯(lián)，協(xié)同作業(yè)下形成完整的自動化系統(tǒng)。

3 自動化技術(shù)在油氣儲運(yùn)工程中的應(yīng)用分析

3.1 在原油脫水中的應(yīng)用

脫鹽脫水流程如圖1所示。

油氣生產(chǎn)具有系統(tǒng)性，制得高品質(zhì)產(chǎn)品需經(jīng)過多道工序，其中原油的脫水生產(chǎn)極為關(guān)鍵。此項工作以高效分水器為主要支持，在確保該裝置穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，可為原油的脫水創(chuàng)設(shè)良好條件。從歷史發(fā)展?fàn)顩r來看，油氣儲運(yùn)工作中伴隨較明顯的設(shè)備異?，F(xiàn)象，錄入控制裝置滯后性明顯、檢測精度偏低等，在經(jīng)過原油脫水處理后并未達(dá)到完全清理水分的效果，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降以及難以滿足要求，出現(xiàn)了油氣與水混合的現(xiàn)象。

在原油脫水生產(chǎn)流程中引入自動化技術(shù)后，有助于改善高效分水器的工作狀態(tài)，有效解決傳統(tǒng)方式下效率低、應(yīng)用效果欠佳的問題，除了維持高效分水器各階段壓力的穩(wěn)定性外，還能夠充分發(fā)揮出控制裝置的作用，實現(xiàn)對生產(chǎn)工藝的高精度控制，在自動化控制技術(shù)的引導(dǎo)下，油氣內(nèi)部物質(zhì)的分離更加徹底，可將水分完全排出，油氣質(zhì)量得以提高[2]。通過對高效分水器的改造能夠發(fā)揮出自動化技術(shù)的優(yōu)勢，以達(dá)到自動檢測的效果，具體檢測內(nèi)容體現(xiàn)在壓力、油氣基面等方面，與此同時中央處理器還可實現(xiàn)對各項參數(shù)的準(zhǔn)確判斷，分析其是否穩(wěn)定在合理范圍內(nèi)，針對超標(biāo)的參數(shù)則進(jìn)行及時的調(diào)整，為油氣儲運(yùn)的安全性提供了保障。

3.2 在油氣儲存監(jiān)控中的應(yīng)用

圖1 脫鹽脫水流程圖

能源損失是原油運(yùn)輸階段極為常見的問題，其主要原因在于運(yùn)輸過程中伴隨較明顯的散熱損失問題。為從根本上解決能源損耗，最為關(guān)鍵的突破口在于為流體提供充足的能量支持，具體而言，加熱站可提供熱能，泵站則可以提供充足的壓力，通過此方式可為運(yùn)輸創(chuàng)造良好的條件，達(dá)到能量供求平衡的效果。此外，油氣運(yùn)輸中的摩阻力損失問題也較為常見，基于試驗結(jié)果以及大量實踐經(jīng)驗得知，油氣介質(zhì)的黏稠程度是重要的影響因素，從實際運(yùn)輸環(huán)境來看，在溫差的作用下進(jìn)一步帶來油氣介質(zhì)黏稠度的變化，因此相關(guān)單位需要從溫度控制入手，如提高出站溫度，通過此舉達(dá)到降低油氣介質(zhì)黏稠度的效果，進(jìn)而減少摩阻力損失，但其局限之處在于散熱損失隨之提高，難以同時兼顧多方面要求。

鑒于此，可引入自動化控制技術(shù)，在其支持下實現(xiàn)對油氣儲運(yùn)的全方位監(jiān)控，經(jīng)檢測后獲得介質(zhì)黏度、溫度等相關(guān)指標(biāo)的實際值，根據(jù)實際情況作靈活的調(diào)整，提高工藝參數(shù)的合理性。自動化技術(shù)還可進(jìn)一步對接至計算機(jī)系統(tǒng)，以所得參數(shù)為依據(jù)，實現(xiàn)對輸油工藝的優(yōu)化，使得加熱爐溫度維持在正常區(qū)間內(nèi)，并確保流量的合理性，以便創(chuàng)造更可觀的油氣傳輸效率，盡可能減少傳輸成本。

3.3 在泵類設(shè)備運(yùn)行中的應(yīng)用

油氣儲運(yùn)過程中必須得到泵類設(shè)備的支持，從而提高生產(chǎn)進(jìn)度，達(dá)到減少生產(chǎn)階段電能消耗的效果。在常規(guī)泵類設(shè)備的基礎(chǔ)上引入自動化技術(shù)后，能夠為泵類的運(yùn)行提供更良好的環(huán)境，實現(xiàn)對其的全方位監(jiān)管，通過對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的調(diào)整達(dá)到提升效率的效果。

實際工作中，相關(guān)單位要以靈活的方式引入自動化技術(shù)，創(chuàng)建面向自動化泵類設(shè)備的高精度監(jiān)控系統(tǒng)，通過實時的監(jiān)測確定泵類的運(yùn)行效率，以泵類實際情況為切入點，分析運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生變化的具體原因[3]?；趯嶋H情況的分析得知，泵類運(yùn)行效率易發(fā)生改變的主要原因體現(xiàn)在原油溫度、黏稠度、摩阻力損失（主要指的是過濾器處所形成的摩阻力）、出口閥組運(yùn)行性能（主要指的是節(jié)流效果）等方面。在引入自動化控制技術(shù)后，能夠?qū)崟r監(jiān)控泵類的運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到動態(tài)化管理的效果，監(jiān)控系統(tǒng)會對泵類設(shè)備的運(yùn)行情況作針對性分析，根據(jù)實際問題探討解決對策，以便給泵類的運(yùn)行營造良好環(huán)境，提高其工作效率，確保泵類設(shè)備的穩(wěn)定性。

3.4 在報表自動化生成領(lǐng)域的應(yīng)用

油氣儲運(yùn)是一項系統(tǒng)性工程，其包含的環(huán)節(jié)較多且伴隨較長的周期，各階段都容易形成豐富的報表，其不僅是各項油氣生產(chǎn)信息的綜合展現(xiàn)，還是決策的重要參考依據(jù)。在過去很長一段時間，油氣生產(chǎn)模式普遍以人為操作為主，實際工作中摻雜大量主觀因素，受個人專業(yè)水平高低的影響較大，不利于結(jié)果的準(zhǔn)確性。而基于自動化技術(shù)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)對各項數(shù)據(jù)的自動化采集，匯總所得數(shù)據(jù)并創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，在油氣儲運(yùn)工作持續(xù)推進(jìn)之下，數(shù)據(jù)庫的豐富度逐步提高，基于持續(xù)性的累計計算后，便可自動創(chuàng)建報表。生出的報表可為后續(xù)的工作提供依據(jù)，有助于信息的快速查詢，管理者及領(lǐng)導(dǎo)層可根據(jù)歷史信息作出更準(zhǔn)確的判斷，提高決策的可行性。

4 結(jié)語

油氣的儲存和運(yùn)輸是能源生產(chǎn)工作中的重要環(huán)節(jié)，基于自動化技術(shù)的應(yīng)用可提高監(jiān)管水平，確保油氣生產(chǎn)質(zhì)量，以免在儲存和運(yùn)輸中發(fā)生大規(guī)模的能源消耗現(xiàn)象，創(chuàng)造安全的油氣儲運(yùn)環(huán)境，提高了油氣儲運(yùn)效率，原本工作人員勞動強(qiáng)度過大的問題也得到有效的緩解?？傮w上，自動化技術(shù)的應(yīng)用具有其必然意義，可推動油氣行業(yè)的發(fā)展，甚至與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展息息相關(guān)。