天然氣管道輸送自動化與工藝自動化控制技術發展探析

蔣雙彥，王志紅

(烏魯木齊泰迪安全技術有限公司，新疆 烏魯木齊 830000)

1 我國天然氣運輸自動化技術發展現狀

眾所周知，我國天然氣管道運輸自動化技術研究發展起步較晚，在線上控制、現場控制技術等方面與國外西氣東輸的發達技術相比存在一定差距，管道實際工作數據與設計參數存在或多或少的偏差。在經過長時間分類研究以及管道動態仿真技術的不斷試驗下，對新技術的研發與優化有了顯著的提升。主要包括：目前SCADA 系統可進行對天然氣管道運行數據的實時動態監控與采集，初步實現天然氣管道的工作自動化處理[1]。而由于我國各地區地貌氣候、天然氣儲藏環境相對復雜，且覆蓋區域零散，導致一套體系無法落實到各地，對天然氣管道的工程建設相對造成許多問題。當前我國天然氣管道的運營維護大部分工作都交由傳統的人工檢測與半自動化技術的協同進行，由于綜合成本問題，傳統技術方法顯而易見無法滿足當前對管道的運營維護標準，因此管道運營維護相關技術也逐步向全自動化或大部分自動化拓展。以此可有效節省人力資源、資金的投入，為管道運輸工作提供可靠的安全保障。隨著人工智能技術的到來，我國天然氣管道運輸技術相對來說即會更上一層樓。

2 天然氣管道運輸自動化技術應用關鍵

2.1 硬件管理組織結構的完善

確保管道運輸自動化開展的順利進行，首先即是對顯性硬件結構組織的完善[2]。深入了解天然氣運輸自動化管理技術所需的硬性條件，對工作現場的結構組織進行相應的問題挖掘、優化，為之后所開展的實際傳輸作業鋪好順利安全開展的基石。唯有在先進的技術支持、有效的結構組織保障下，才能切實保證運輸的效率與質量。同時還需要對自動化管理系統所投入的成本進科學合理的計算與分配，資金運作與功能開發可實現兩不誤。通過對基礎設備的優化可有效減少運輸距離，控制綜合成本，采用更科學合理的運輸模式進行工作的高效、順利、安全開展。

2.2 軟件程序管理系統的優化

硬性條件功能的實現需在終端的軟件系統控制下完成。天然氣管道運輸軟件系統的建設工作，通常根據各地的生產功能做出區域性的劃分，以此有效減少總控軟件的工作任務量[3]。在總控系統之下建立分級子系統，對管道運輸過程中產生的數據參數進行動態性的捕捉，將所捕捉數據信息實時傳播反饋至總控中心進行分析。軟件與硬件的交互設計，是維護管道自動化工作的基礎，在軟件建設、硬件實際運營的維護框架中，需對管道運輸的使用功能特性進行具象化的圖文、音頻、視頻等形式進行輸出，作后續研究參考，根據不同的地貌特征確定切實、科學、高效的控制管理方案。

3 促進長輸天然氣管道中應用自動化技術發展的相關策略

3.1 管理體系的不斷完善優化

管道運輸系統雖然結合自動化技術進行，但涉及內容始終繁雜，包括分輸站、壓氣站、儲氣站、開采輸送、綜合管理等等方面，給管理工作產生不小的難度。傳統管理方式由于上文提到的區域性劃分而進行分布式管理，各個單位、各個流程均設置負責人與檢驗員，并制定責任主體制。而不管是其中任意一個部門、一道工作流程出現意外問題，囿于連帶性因素而無法立刻調整解決，給整個供應系統的安全性、運輸質量造成極大的影響。同時產生意外問題后編制的工作報告，按逐級上交的方式反應，獲得上級允許才能進行處理，從問題的產生到解決整個周期過于繁瑣。而應用自動化技術，通過將各級部門整合為一個單元局域網，統一領導分級管理，有利于集中管理體系的實施。當某一環節出現任何問題，將數據信息實時傳輸至總控中心，根據數據與工作人員的反饋即時分析，迅速制定改善方案，促使現場管理人員的盡快處理以疏通整段傳輸工作。因此自動化管理技術的運用有利于整個管理體系的升級優化，使得信息的傳輸更加靈活、便捷、高效，繼而提高工作效率與質量。

3.2 完善并加強應急處理系統

天然氣運輸過程中本身具有易燃易爆的危險性，傳輸危險程度較高且由于各地區環境問題而難以掌控，風險隱患始終存在。因此對風險管控體系的不斷完善是工作核心之一，對各個流程存在的風險隱患進行評估分析，根據其站點情況建立立體化的風控體系，以杜絕意外情況的發生為原則，提高整段工作的安全性。例如運輸工作自動化管理過程中需對各個管道的位置坐標、設計/運行參數、故障記錄、維護記錄等必要數據進行整合、分析，并分析對事故發生的后果、對周圍公共設施造成的影響，將其作為警示的參考數據。一旦發生火災、爆炸等事故，總控中心應立即啟動應急處理機制，按照規范嚴謹執行：按照事故上報情況連線現場，對事故的發生狀態進行即時分析，迅速計算可能造成的損失后果，根據站點實際情況制定處理方案，最快程度、最大范圍的降低損失。其次根據危險程度與影響后果模擬劃分危險區域，做好人員的最快撤離工作。每次事故的發生必須進行原因分析、解決方案、解決成效的記錄，對事故發生所在地的各類影響因素如地質、硬件等等進行全面監測分析，避免事故的二次發生。

3.3 自動化技術不斷創新的意識保持

除了對現存自動化技術的運用，還應建立對技術研發自主創新的意識及機制。我國目前對自動化技術的設計雖然參考了西方發達國家的經驗，可由于我國地域環境的復雜性，在實際應用中仍舊存在許多技術不匹配的問題。天然氣管道的設計維護、自動化技術的研發涉及多個專業學科，在引入專業技術經驗的同時，可結合人工智能技術、紅外遙感技術、衛星監測技術等等，全面提高自動化技術研發技術的精準性、高效性。

3.4 加強軟件系統的開發效率

提高軟件系統的研發效率與質量，在軟件程序實際運用過程中還應當具備相關數據資源的整合技能。運用自動化技術在系統內部形成的各項控制功能指令后，還需根據運輸任務的不同需求進行完善，充分發揮動態監控技術的管控效果。管道運輸工作要全面實現自動化管理，必先完善相關的電子通訊系統、遠程對接/監控系統、流量調節系統、意外預警系統、半自動化治理系統，構建出一個完整的局域管理網。當前運輸自動化管控中仍舊存在軟件功能混亂同步進行的現象，且軟件系統的兼容性較差，無法有效支撐起整個系統的同步進行。未來軟件系統的開發需從兼容性、高效性這一層面進行創新，實現全面自動化管理的高標準開展。

4 結語

隨著我國天然氣的普及化，燃氣管道運輸自動化管控技術問題已被國家列為高新技術研發方向。燃氣的易燃易爆等風險問題始終發生，技術的創新研發是宏觀工作開展重點，風險管控、技術創新是當前我國天然氣運輸自動化管理中尤其重視的兩項內容。正確運用自動化管控技術的定量、定型分析法，對管道自動化運輸成效即時建立起科學合理的可視化的數字分析模型，以便更有效的杜絕運輸過程中出現的意外情況以及最快速度的制定解決方案，爭取將運輸工作過程中自動化管控技術的風險損失降低至最低范圍內。