油氣儲運(yùn)過程中自動化技術(shù)的應(yīng)用

郭閏雙 張寧(北京東方華智石油工程有限公司, 河北 廊坊 065000)

油氣儲運(yùn)過程中自動化技術(shù)的應(yīng)用

郭閏雙 張寧(北京東方華智石油工程有限公司, 河北 廊坊 065000)

在自動化技術(shù)相對成熟并快速發(fā)展的今天，各行各業(yè)的生產(chǎn)過程都引進(jìn)了自動化技術(shù)，用于提升生產(chǎn)效率、穩(wěn)定生產(chǎn)過程。油氣儲運(yùn)行業(yè)在應(yīng)用自動化技術(shù)的過程中，已經(jīng)極大地提高了生產(chǎn)效率、降低了建設(shè)管理成本、降低了生產(chǎn)過程的運(yùn)行風(fēng)險。但目前油氣儲運(yùn)管道的建設(shè)及管理水平與國際工程相比，還存在一定的差距。本文簡要分析了當(dāng)前國內(nèi)油氣管道自動化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，梳理了近年可能的發(fā)展趨勢。

油氣儲運(yùn)；自動化技術(shù)；數(shù)字化管道；SCADA

1 油氣儲運(yùn)自動化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 油氣管道自動化技術(shù)應(yīng)用框架

當(dāng)前國內(nèi)主要的油氣管道采用以計算機(jī)為核心的SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系 統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，采用三級控制模式：正常情況下由調(diào)度控制中心負(fù)責(zé)工藝過程的操作和管理，站場操作人員可監(jiān)視此過程；在調(diào)度控制中心授權(quán)、調(diào)度控制中心故障或通信中斷時，由站場控制系統(tǒng)接過操作權(quán)限，監(jiān)控現(xiàn)場工藝系統(tǒng)及設(shè)備的操作；站控制系統(tǒng)故障時，采用就地手動操作。特別重要的油氣管道工程還會設(shè)置備用調(diào)控中心，在主調(diào)控中心故障時，接過控制權(quán)限，完成工藝過程的操作和管理。長距離的輸送管道還會根據(jù)地域設(shè)置地區(qū)管理處，負(fù)責(zé)管轄區(qū)域的管道工藝過程管理和維搶修工作。一個典型的油氣管道SCADA系統(tǒng)框架見圖1。

圖1 典型油氣管道SCADA系統(tǒng)框架

各 站 場 及 閥 室 采 用 以PLC(Programmable Logic Controller)為核心的站控制系統(tǒng)，通過現(xiàn)場檢測儀表監(jiān)視工藝過程各類參數(shù)，PLC處理檢測到的數(shù)據(jù)，驅(qū)動現(xiàn)場的動力設(shè)備(泵或壓縮機(jī))、執(zhí)行機(jī)構(gòu)(各類調(diào)節(jié)閥及開關(guān)型閥門)等設(shè)備，完成工藝過程的調(diào)節(jié)和控制。整個工藝過程的監(jiān)控顯示在安裝有HMI(Human Machine Interface)的工作站上，提供給運(yùn)行操作人員。同時所有運(yùn)行參數(shù)均上傳至調(diào)度控制中心。

1.2 油氣儲運(yùn)自動化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

在油氣管道的設(shè)計階段，設(shè)計功能及理念相對先進(jìn)，但運(yùn)行管理人員相對保守的操作習(xí)慣是制約自動化技術(shù)應(yīng)用的一大因素。自動化技術(shù)在油氣管道應(yīng)用初期，由于操作運(yùn)行人員習(xí)慣于手動操作，加之其對自動化技術(shù)不夠了解，出現(xiàn)了對自動化技術(shù)棄之不用或低水平應(yīng)用的情況。隨著運(yùn)行人員技術(shù)水平的提升，這一情況正在逐步改善，但相對于SCADA系統(tǒng)可提供的功能而言，系統(tǒng)利用率還是相對較低的。

一種情況是，國內(nèi)較多的油氣管道在設(shè)置了完善的SCADA系統(tǒng)后，依然在管道站場設(shè)置較多工作人員。由于油氣站場選址要遠(yuǎn)離居住區(qū)，當(dāng)前的不少站場征用的土地是戈壁或者耕地等，隨著國家對農(nóng)耕地的保護(hù)政策出臺，站場選址更加困難，對于減縮站場用地的需求越來越多。另外，在條件艱苦的輸油、輸氣場站大量駐扎人員，也是對人才的浪費(fèi)。

在國內(nèi)能源管網(wǎng)基本形成，管道建設(shè)由高峰期轉(zhuǎn)入成熟期的大形勢下，不少設(shè)計、建設(shè)、管理單位把目光投向了國際市場，但國內(nèi)在建設(shè)數(shù)字化管道、形成管道全生命周期管理的角度上看，與國際領(lǐng)先的工程公司還有一定的差距。目前國內(nèi)的主流油氣管道設(shè)計、建設(shè)、管理單位都在開展管道全生命周期的探索和研究工作，這將對提升國內(nèi)油氣儲運(yùn)行業(yè)的設(shè)計、建設(shè)、管理水平，縮小與國際油氣儲運(yùn)工程建設(shè)單位的差距及開拓海外市場都有著重大意義。

2 油氣管道自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢及應(yīng)用前景

建立無人值守、區(qū)域化管理的思路，將大量值守在條件艱苦的工藝站場的操作運(yùn)行人員解放出來，更大程度的發(fā)揮以SCADA系統(tǒng)為核心的自動化技術(shù)在油氣儲運(yùn)行業(yè)的優(yōu)勢。工藝站場擺脫過去需要為值守人員建設(shè)宿舍、廚房等設(shè)施的需求，以工藝設(shè)備為核心開展建設(shè)工作，減少大量不必要的輔助生產(chǎn)設(shè)施。采用更先進(jìn)的檢測采集、視頻監(jiān)控及數(shù)據(jù)處理技術(shù)，將現(xiàn)場的工藝系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、安防系統(tǒng)及視頻圖像等信息傳輸?shù)絽^(qū)域管理中心。通過視頻巡檢代替人工巡檢，通過HMI監(jiān)視更全面站場信息，輔以周期性的專業(yè)人員巡檢，從而體現(xiàn)節(jié)省投資、以人為本的管理理念。

數(shù)字化管道的建立需要立體化、多元化的數(shù)據(jù)，自動化技術(shù)與地理信息系統(tǒng)、模擬仿真技術(shù)及先進(jìn)的管理理念等的進(jìn)一步結(jié)合，將提供更完善的管道數(shù)據(jù)信息及更合理的油氣儲運(yùn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析，為建設(shè)數(shù)字化管道、達(dá)成管道全生命周期管理提供極大的助力。

3 結(jié)語

自動化技術(shù)在油氣儲運(yùn)過程中已得到了越來越多的應(yīng)用，并發(fā)揮出巨大的作用。隨著從業(yè)人員整體技術(shù)水平的提升及國際化管理理念的引入，自動化技術(shù)的深入應(yīng)用將在提高管理水平、降低工程投資、優(yōu)化工藝系統(tǒng)、改善運(yùn)行人員工作環(huán)境等方面起到更大的作用。

[1]李麟.管道全生命周期數(shù)字化平臺設(shè)計技術(shù)[J].化工管理，2015，(02).

[2]宮敬,董旭，等.數(shù)字管道中的工藝與自動化系統(tǒng)設(shè)計[J].油氣儲運(yùn)，2008，(27).