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(chǔ)運(yùn)過(guò)程中自動(dòng)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(dòng)化技術(shù)相對(duì)成熟并快速發(fā)展的今天，各行各業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程都引進(jìn)了自動(dòng)化技術(shù)，用于提升生產(chǎn)效率、穩(wěn)定生產(chǎn)過(guò)程。油氣儲(chǔ)運(yùn)行業(yè)在應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)的過(guò)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(guò)程的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。但目前油氣儲(chǔ)運(yùn)管道的建設(shè)及管理水平與國(guó)際工程相比，還存在一定的差距。本文簡(jiǎn)要分析了當(dāng)前國(guó)內(nèi)油氣管道自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，梳理了近年可能的發(fā)展趨勢(shì)。

油氣儲(chǔ)運(yùn)；自動(dòng)化技術(shù)；數(shù)字化管道；SCADA

1 油氣儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 油氣管道自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用框架

當(dāng)前國(guó)內(nèi)主要的油氣管道采用以計(jì)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(jí)控制模式：正常情況下由調(diào)度控制中心負(fù)責(zé)工藝過(guò)程的操作和管理，站場(chǎng)操作人員可監(jiān)視此過(guò)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(shí)，由站場(chǎng)控制系統(tǒng)接過(guò)操作權(quán)限，監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)工藝系統(tǒng)及設(shè)備的操作；站控制系統(tǒng)故障時(shí)，采用就地手動(dòng)操作。特別重要的油氣管道工程還會(huì)設(shè)置備用調(diào)控中心，在主調(diào)控中心故障時(shí)，接過(guò)控制權(quán)限，完成工藝過(guò)程的操作和管理。長(zhǎng)距離的輸送管道還會(huì)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(guò)程管理和維搶修工作。一個(gè)典型的油氣管道SCADA系統(tǒng)框架見(jiàn)圖1。

圖1 典型油氣管道SCADA系統(tǒng)框架

各 站 場(chǎng) 及 閥 室 采 用 以PLC(Programmable Logic Controller)為核心的站控制系統(tǒng)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表監(jiān)視工藝過(guò)程各類(lèi)參數(shù)，PLC處理檢測(cè)到的數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)力設(shè)備(泵或壓縮機(jī))、執(zhí)行機(jī)構(gòu)(各類(lèi)調(diào)節(jié)閥及開(kāi)關(guān)型閥門(mén))等設(shè)備，完成工藝過(guò)程的調(diào)節(jié)和控制。整個(gè)工藝過(guò)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(shí)所有運(yùn)行參數(shù)均上傳至調(diào)度控制中心。

1.2 油氣儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

在油氣管道的設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)功能及理念相對(duì)先進(jìn)，但運(yùn)行管理人員相對(duì)保守的操作習(xí)慣是制約自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的一大因素。自動(dòng)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(dòng)操作，加之其對(duì)自動(dòng)化技術(shù)不夠了解，出現(xiàn)了對(duì)自動(dòng)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(duì)于SCADA系統(tǒng)可提供的功能而言，系統(tǒng)利用率還是相對(duì)較低的。

一種情況是，國(guó)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(chǎng)設(shè)置較多工作人員。由于油氣站場(chǎng)選址要遠(yuǎn)離居住區(qū)，當(dāng)前的不少站場(chǎng)征用的土地是戈壁或者耕地等，隨著國(guó)家對(duì)農(nóng)耕地的保護(hù)政策出臺(tái)，站場(chǎng)選址更加困難，對(duì)于減縮站場(chǎng)用地的需求越來(lái)越多。另外，在條件艱苦的輸油、輸氣場(chǎng)站大量駐扎人員，也是對(duì)人才的浪費(fèi)。

在國(guó)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(shì)下，不少設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理單位把目光投向了國(guó)際市場(chǎng)，但國(guó)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(guó)際領(lǐng)先的工程公司還有一定的差距。目前國(guó)內(nèi)的主流油氣管道設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理單位都在開(kāi)展管道全生命周期的探索和研究工作，這將對(duì)提升國(guó)內(nèi)油氣儲(chǔ)運(yùn)行業(yè)的設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理水平，縮小與國(guó)際油氣儲(chǔ)運(yùn)工程建設(shè)單位的差距及開(kāi)拓海外市場(chǎng)都有著重大意義。

2 油氣管道自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用前景

建立無(wú)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(chǎng)的操作運(yùn)行人員解放出來(lái)，更大程度的發(fā)揮以SCADA系統(tǒng)為核心的自動(dòng)化技術(shù)在油氣儲(chǔ)運(yùn)行業(yè)的優(yōu)勢(shì)。工藝站場(chǎng)擺脫過(guò)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(kāi)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(cè)采集、視頻監(jiān)控及數(shù)據(jù)處理技術(shù)，將現(xiàn)場(chǎng)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(guò)視頻巡檢代替人工巡檢，通過(guò)HMI監(jiān)視更全面站場(chǎng)信息，輔以周期性的專(zhuān)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(dòng)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(chǔ)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(yǔ)

自動(dòng)化技術(shù)在油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中已得到了越來(lái)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(guó)際化管理理念的引入，自動(dòng)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(tái)設(shè)計(jì)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(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2008，(27).