天然氣管道輸送自動化技術的運用及研究

＊張盼 王江超

（咸陽市天然氣有限公司 陜西 712000）

引言

管道運輸作為天然氣輸送的重要方式，在自動化技術的支持下，有效提高了天然氣傳輸效率，同時也保障天然氣輸送安全。但是由于天然氣管道輸送是一個復雜的過程，因此必須注重自動化技術的合理運用，使天然氣管道輸送自動化控制更加科學，才能保障天然氣傳輸的安全性與可靠性。

1.天然氣概述

從天然氣的本質來看，它是大自然中一種天然的可燃性氣體，其主要形成于巖石圈、水圈以及大氣圈，而天然氣在大自然中存在的形式也包括很多種，例如油田氣、煤層氣、氣田氣以及生物氣等。這些被人們統稱為天然氣，從能源角度來看，天然氣指的是儲藏在地層深處的烴類氣體混合物，而在石油領域中一般以烴類化合物為主，其中也包含非烴類氣體混合物。

在上世紀初期，全球的經濟發展都離不開煤炭資源的應用，但隨著煤炭資源的不斷減少以及對環境造成的污染，人們逐漸探索出相比煤炭資源更具利用價值的天然氣能源，從而對社會發展起到了良好的促進作用。隨著世界各國對天然氣能源開發以及運輸領域的不斷研究，提高了天然氣開發、輸送以及應用水平，使得天然氣成為人類生產與生活的主要能源。天然氣能源作為一種清潔能源，在燃燒時并不會對生態環境造成嚴重的污染，這也符合我國可持續發展戰略目標。通過天然氣能源的開發與應用，全面降低了以往煤炭燃燒帶來的污染問題，同時也降低有害氣體的生成，解決溫室氣體排放問題，推動社會經濟與生態環境的協調發展。

2.天然氣管道輸送自動化控制的發展現狀

(1)自動化控制與管理的意義

天然氣管道輸送是整個天然氣開發作業的重要環節，而隨著近年來自動化技術水平的不斷發展，在天然氣管道輸送中也實現了自動化技術的應用，利用自動化控制技術優勢，保障整個天然氣輸送過程的自動化管控，同時有助于提高天然氣輸送的可靠性與安全性，提高天然氣運輸效率，滿足人們的應用需求。天然氣管道輸送工作的主要流程包括天然氣儲層采集、天然氣加工處理、天然氣加壓加熱、天然氣儲存、天然氣管道輸送以及天然氣分流等多個環節，由此可見，天然氣管道輸送是一個復雜的過程，同時再加上天然氣管道輸送區域環境惡劣，各地區地質差異較大，所以也會使天然氣管道輸送過程遇到各類問題，從而影響天然氣管道輸送質量。采用傳統的人工檢測手段無法準確和高質量的處理天然氣管道輸送中的問題，最終導致天然氣管道輸送過程中受到各類因素影響，進而引發安全問題。由于天然氣成分的特殊性，在進行天然氣管道輸送時也存在一定的風險，因此，只有全面發揮自動化控制技術的作用，將自動化控制與管理技術應用到天然氣管道輸送過程中，改變傳統控制模式，提高天然氣管道輸送的自動化檢測水平，才能更有效地提高天然氣管道輸送效率，保障天然氣管道輸送的安全性與可靠性。

(2)當前應用的自動化控制技術

現階段，我國天然氣管道輸送工作中廣泛實現了自動化控制和管理模式，而以往的自動化控制往往是通過SCADA系統來實現，SCADA系統是基于計算機信息技術為基礎，全面控制天然氣的開發和運輸過程，能夠有效提升天然氣輸送效率，滿足自動化輸送需求。另外，SCADA系統的應用也能夠實現天然氣輸送狀態的自動監測，減少人為干預帶來的巨大工作量，同時技術人員也無需親臨現場檢測，避免了天然氣輸送事故引發的人員安全問題，同時也能夠有效提高檢測效率。在SCADA系統應用基礎上，近年來也融入了衛星遙感技術的應用，能夠及時地預測天然氣管道輸送中可能引發的安全問題，并采取有效的預防對策，降低天然氣管道輸送事故帶來的影響。

3.天然氣管道輸送自動化控制技術的應用對策

隨著我國自動化技術水平的不斷提升，在天然氣管道輸送領域發揮著重要作用，通過自動化控制與管理技術的實現，能夠保障天然氣管道輸送的可靠性，給人們輸送穩定且安全的天然氣能源。但由于我國自動化技術發展較晚，在天然氣管道輸送領域中的應用也不夠成熟，同時又由于外界因素造成的影響，導致天然氣管道建設存在一定的難度，許多地方仍然無法實現自動化天然氣管道輸送控制效果。因此，人們仍然需要不斷探索天然氣管道輸送的自動化控制技術應用對策，滿足新時代發展需求，保障天然氣能源的穩定輸送。

(1)智能化控制技術的應用

為了全面強化天然氣管道輸送自動化控制效果，技術人員應該在自動控制技術應用的基礎上，融入智能化理念，同時引入現代人工智能技術和遙感監測等技術，進一步提高我國天然氣管道輸送的自動化管理水平，減少人工監測控制成本，同時也降低事故發生率，提高天然氣管道輸送的可靠性。比如可以通過仿真技術的應用，科學規劃天然氣管道輸送的線路，通過該仿真系統的建設，融入了數據采集、檢測以及動態模擬技術，可以對天然氣管道輸送過程進行全天候監測，不但提高了天然氣管道輸送自動化管理水平，同時也有助于及時發現天然氣管道輸送的問題，并及時作出處理，避免天然氣管道輸送事故造成巨大的影響。另外對于以往的天然氣管道建設問題來說，通過GPS定位系統的應用，能夠降低管道鋪設難度，降低管道鋪設誤差，同時提高天然氣管道的精確度，使天然氣管道建設更加合理。

(2)提高天然氣管道保護力度

對于天然氣管道輸送工作來說，做好管道的保護工作十分重要，由于天然氣能源的結構特殊性，其中含有大量的腐蝕因素，在運輸過程中接觸管道內壁，就會對天然氣管道造成嚴重的腐蝕，如果管道腐蝕嚴重出現泄露，不但會造成大量的天然氣能源流失，甚至會引發重大的安全事故。因此，做好天然氣管道的保護措施至關重要。在實際設計中，必須做好天然氣管道的防腐涂層設計，保障天然氣管道具備良好的防腐能力，同時延長管道壽命，更有助于自動化輸送管控的實現。在實際應用中，通過天然氣管道設施防腐涂層，還可以降低天然氣輸送阻力，避免事故的發展，也滿足自動化天然氣管道輸送的實際需求。所以，為了實現天然氣管道輸送自動化控制與管理，還要注重天然氣管道保護工作，加強天然氣管道保護力度，采取科學的保護措施，同時也要利用自動化控制技術，對管道的性能情況進行監控，避免管道泄漏引發的事故，提高天然氣管道輸送安全性。

(3)提高天然氣管道輸送風險控制

天然氣管道輸送具有一定的風險性，而對于自動化管控工作來說，風險管理則是一項重要內容。天然氣自身屬于易燃易爆危險氣體，在天然氣管道輸送中也存在巨大的風險隱患，同時由于天然氣管道輸送外部環境難以把控，因此天然氣管道輸送的風險隱患也具有多元化的特點。為此，將自動化控制技術應用到天然氣管道輸送中，必須重視風險管控工作，全面構建完善的風險管理與控制體系，對天然氣管道輸送中可能引發的風險因素進行系統化評估，同時做好風險的控制工作，避免天然氣管道輸送中安全事故的出現。比如在開展天然氣管道輸送自動化控制中，技術人員要充分利用自動化系統，整個管道位置、運行參數以及故障信息，全面分析風險事故產生的原因以及造成的影響，并基于此建立完善的應急保護機制，避免同類事故的再次發生，同時也能夠將天然氣管道輸送事故影響降至最低，保障天然氣管道輸送安全。

(4)強化自動化技術投資力度

現階段，自動化技術在我國天然氣管道輸送中也得到了廣泛應用，但是由于我國自動化技術發展實踐較短，在天然氣管道輸送自動控制中仍然有著一定的發展空間。所以，為了進一步提高天然氣管道輸送自動化水平。我國必須積極引入先進的自動化理念，并結合我國的實際國情需求，有效解決自動化技術應用不合理問題，使自動化控制更具針對性，并提高軟件系統的研發力度，推進電子通信系統、自動處理系統、遠程檢測系統以及風險預警系統的應用效果，積極構建一體化的自動化管理平臺，充分發揮自動化技術在天然氣管道輸送中的作用，提高天然氣管道輸送管控水平。此外，在天然氣管道輸送的設計中，要本著節約理念進行優化設計，將更多資金投入到自動化管理研發上，使自動化控制系統更加穩固，保障天然氣管道輸送效率。

(5)完善天然氣管道輸送自動化管理制度

自動化控制技術在天然氣管道輸送中的應用涉及多項內容，其管理工作涉及天然氣開采、分數、儲存和壓氣等等，因此在管理上也具有較高的難度，同時對整個系統的安全性也具有一定的影響，為了能夠保障天然氣管道輸送自動化管理效果更好地實現，必須構建完善的管理制度，保障每一個管理環節都能有序進行，實現自動化統一管理。另外，天然氣管道輸送自動化管理也要落實各部門和人員的崗位職責，從而達到集中化管理需求。另外，根據自動化系統所反饋的信息，制定有效的整改對策，提高信息傳輸效率，同時滿足自動化管理水平的提升。

4.結束語

綜上所述，隨著我國天然氣能源的廣泛應用，離不開天然氣管道穩定輸送的支持，基于天然氣能源的特殊性，在開展天然氣管道輸送時也存在巨大的風險，因此對天然氣管道輸送管理也帶來巨大的難度，為此，人們必須積極探索天然氣管道輸送環節中自動化控制技術的應用，強化自動化管理水平，保障天然氣管道輸送的可靠性。