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        數(shù)字化技術(shù)在天然氣長輸管道中的應(yīng)用分析

        2020-11-27 01:48:00康義平
        商品與質(zhì)量 2020年29期
        關(guān)鍵詞:長輸孔徑管網(wǎng)

        康義平

        中煤航測遙感集團(tuán)有限公司 陜西西安 710199

        我國的科技領(lǐng)域正在高速的發(fā)展中,各個(gè)層面都有了前所未有的突破性進(jìn)展,隨著電子計(jì)算機(jī)、儀表自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)及信息技術(shù)的發(fā)展,目前已廣泛采用數(shù)字化技術(shù)來完成對天然氣管道建設(shè)、生產(chǎn)、輸送、自動(dòng)監(jiān)控等工作。

        1 現(xiàn)代數(shù)字藝術(shù)簡述

        現(xiàn)代數(shù)字藝術(shù)是借鑒現(xiàn)代數(shù)字及信息技術(shù)的一種藝術(shù)表現(xiàn)形式,在構(gòu)造內(nèi)涵上,它融合了數(shù)字技術(shù)、元素設(shè)計(jì)以及互聯(lián)網(wǎng)傳播媒介,普遍具備獨(dú)立的審美價(jià)值,同時(shí)它又專指通過計(jì)算機(jī)程序處理的與藝術(shù)有關(guān)的平面、影音以及動(dòng)畫等藝術(shù)作品;在具體表現(xiàn)方式上它包含了數(shù)字影像、數(shù)字媒體、VR 虛擬現(xiàn)實(shí)以及AR 交互體驗(yàn)等內(nèi)容,是可以借鑒現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)進(jìn)行視覺表現(xiàn)的藝術(shù)表達(dá)方式。總之,數(shù)字藝術(shù)指的就是以數(shù)字科技的發(fā)展和全新傳媒技術(shù)為基礎(chǔ),將人類思維和藝術(shù)感覺巧妙融合的一種藝術(shù)形式,數(shù)字藝術(shù)的作品是通過數(shù)字的手段實(shí)現(xiàn)的,其實(shí)現(xiàn)形式包括錄像、動(dòng)畫、攝影、圖片等內(nèi)容。

        2 數(shù)字化技術(shù)在天然氣長輸管道中的應(yīng)用

        2.1 天然氣長輸過程的數(shù)字化

        在現(xiàn)階段的天然氣實(shí)際長輸過程當(dāng)中,需要對其展開數(shù)字化處理,根據(jù)各個(gè)具體的輸送環(huán)節(jié),加強(qiáng)實(shí)時(shí)性的管理以及檢測。只有這樣,才可以保證其長輸?shù)淖詣?dòng)化水平與能力。在實(shí)際長輸過程當(dāng)中,需要運(yùn)用SCADA 系統(tǒng),在單氣井產(chǎn)出天然氣,之后通過氣站進(jìn)行分離處理作業(yè),經(jīng)過壓縮設(shè)備將其輸送到相應(yīng)的管道當(dāng)中,在通過嘗試按斤的管道輸送之后,保證天然氣長輸?shù)捻樌瓿?。對于天然氣井場而言,需要安裝相應(yīng)的白控設(shè)備以及傳感設(shè)備,把現(xiàn)場的具體生產(chǎn)作業(yè)情況,經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)直接傳輸?shù)娇刂浦行漠?dāng)中,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性的監(jiān)測,對氣井實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)的情況進(jìn)行監(jiān)測與控制。在井場上面應(yīng)該安裝相應(yīng)的裝置設(shè)備,對其生產(chǎn)天然氣的情況進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)節(jié),更好的控制其輸送方面的壓力與復(fù)旦,避免天然氣形成相應(yīng)的水合物,防止對氣井實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)產(chǎn)生不良的影響。因此,在運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)對天然氣長輸過程進(jìn)行處理的時(shí)候,需要逐步提高其數(shù)字化水平[1]。

        2.2 生產(chǎn)運(yùn)行

        (1)運(yùn)行管理。實(shí)現(xiàn)對數(shù)字天然氣長輸管道運(yùn)行過程中的溫度、壓力、流量、密度、介質(zhì)等基礎(chǔ)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,針對異常數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)報(bào)警統(tǒng)計(jì)功能;通過天然氣管道輸送天然氣計(jì)劃和工藝調(diào)整方案,自動(dòng)生成日常運(yùn)行統(tǒng)計(jì)臺(tái)賬、運(yùn)行日報(bào)、運(yùn)行月報(bào)等分析報(bào)告,建立管道調(diào)度優(yōu)化和仿真模擬模型,實(shí)現(xiàn)全管網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行與組網(wǎng)運(yùn)行等不同工況下的調(diào)度排產(chǎn)優(yōu)化和管線運(yùn)行模擬演練功能。

        (2)管網(wǎng)調(diào)度優(yōu)化。以天然氣長輸管網(wǎng)為基礎(chǔ),在考慮管網(wǎng)的站場操作約束等約束的基礎(chǔ)上,綜合考慮滿足現(xiàn)場管網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃所需的約束條件,探索出適用于天然氣長輸管網(wǎng)的優(yōu)化算法,建設(shè)調(diào)度計(jì)劃自動(dòng)編制軟件,實(shí)現(xiàn)全管網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃的快速編制。管理者通過輸入管網(wǎng)初始狀態(tài)、首站輸氣計(jì)劃及分輸站需求信息,系統(tǒng)可以自動(dòng)進(jìn)行計(jì)算,生成合適的批次調(diào)度計(jì)劃,優(yōu)化生產(chǎn)運(yùn)行。

        (3)在管道工程和站場工程的施工階段,實(shí)施對施工過程數(shù)據(jù)采集和監(jiān)理檢查。在施工現(xiàn)場,可以對設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、圖紙進(jìn)行查詢查看,如果現(xiàn)場沒有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,可以提前將需要的數(shù)據(jù)、文檔進(jìn)行下載。在施工提交和上報(bào)施工數(shù)據(jù)階段,可以在線填報(bào),也可以離線填寫,統(tǒng)一保存,待有網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候,統(tǒng)一上傳同步。施工數(shù)據(jù)采集除了可以上傳數(shù)據(jù)、文檔意外,還可上傳施工照片。

        2.3 管道智能巡檢系統(tǒng)

        數(shù)字天然氣管道正式投入運(yùn)營過程中,數(shù)字天然氣管道長期放置在野外,并未安排相關(guān)人員對數(shù)字天然氣管道進(jìn)行看管,促使數(shù)字天然氣管道存在著諸多安全隱患,即包含人為因素、自然條件因素等多個(gè)方面。為了保證數(shù)字天然氣管道的安全、穩(wěn)定、高效的運(yùn)行,需定期對數(shù)字天然氣管道進(jìn)行維修檢查,將安全隱患予以排除。為了提升維修排查的工作效率,可以采用數(shù)字天然氣管道智能巡檢系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理、信息化管理。數(shù)字天然氣管道智能巡檢系統(tǒng)主要利用CPS 技術(shù)、GIS 技術(shù)以及計(jì)算機(jī)通信技術(shù)等多種數(shù)字技術(shù)構(gòu)建,通過對數(shù)字天然氣管道數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集管理,最大限度地保障了數(shù)字天然氣管道的安全運(yùn)行[2]。

        2.4 泄漏測算

        在線泄漏測算功能可根據(jù)從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中獲取的管道運(yùn)行參數(shù)和輸入的泄漏位置與模擬時(shí)間段,自動(dòng)測算該時(shí)段內(nèi)的泄漏累積量;也可以采用離線泄漏測算,通過EXCEL 表格導(dǎo)入離線運(yùn)行參數(shù),根據(jù)離線參數(shù),實(shí)現(xiàn)泄漏量的累計(jì)計(jì)算。同時(shí)系統(tǒng)在地圖中顯示泄漏位置,并以趨勢圖的形式顯示泄漏點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果。泄漏量測算程序和孔徑預(yù)測程序拆分為兩個(gè)獨(dú)立模塊。在泄漏孔徑預(yù)測計(jì)算結(jié)束之后將孔徑預(yù)測結(jié)果予以顯示,可根據(jù)歷史數(shù)據(jù)對泄漏孔徑的預(yù)測結(jié)果進(jìn)行修正,由操作人員決定采用泄漏孔徑預(yù)測值或是手動(dòng)輸入泄漏孔徑,繼而進(jìn)行下一步的泄漏量估算。

        2.5 虛擬化技術(shù)的研究

        對于天然氣管道建設(shè)方面,將繼續(xù)工程虛擬化技術(shù)的研究,進(jìn)行施工組織、施工過程模擬,虛擬裝卸,模擬吊裝,安全分析等虛擬化研究,并對建設(shè)過程中的施工數(shù)據(jù)、人機(jī)定位等信息進(jìn)行采集,掌控現(xiàn)場進(jìn)度,指導(dǎo)現(xiàn)場安裝。針對運(yùn)維方面,在虛擬的數(shù)字化管道中,對天然氣管道設(shè)計(jì)及周邊環(huán)境進(jìn)行模擬,比如特殊工況的模擬,火災(zāi)、泄露等特殊場景模擬,可以用于人員的逃生培訓(xùn),消防演練等,從而保證生產(chǎn)安全運(yùn)行。

        3 結(jié)語

        智能管道是天然氣長輸管道項(xiàng)目的發(fā)展方向,對數(shù)字化天然氣管道研究意義深遠(yuǎn),也是必經(jīng)之路。對項(xiàng)目工期,運(yùn)營維護(hù)也產(chǎn)生不可替代的作用。

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