油气储运过程中自动化技术的应用

2016-02-20郭闰双张宁北京东方华智石油工程有限公司河北廊坊065000

化工管理 2016年13期

郭闰双张宁(北京东方华智石油工程有限公司, 河北廊坊 065000)

油气储运过程中自动化技术的应用

郭闰双张宁(北京东方华智石油工程有限公司, 河北廊坊 065000)

在自动化技术相对成熟并快速发展的今天，各行各业的生产过程都引进了自动化技术，用于提升生产效率、稳定生产过程。油气储运行业在应用自动化技术的过程中，已经极大地提高了生产效率、降低了建设管理成本、降低了生产过程的运行风险。但目前油气储运管道的建设及管理水平与国际工程相比，还存在一定的差距。本文简要分析了当前国内油气管道自动化技术的应用现状，梳理了近年可能的发展趋势。

油气储运；自动化技术；数字化管道；SCADA

1 油气储运自动化技术的应用现状

1.1 油气管道自动化技术应用框架

当前国内主要的油气管道采用以计算机为核心的SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监控系统，采用三级控制模式：正常情况下由调度控制中心负责工艺过程的操作和管理，站场操作人员可监视此过程；在调度控制中心授权、调度控制中心故障或通信中断时，由站场控制系统接过操作权限，监控现场工艺系统及设备的操作；站控制系统故障时，采用就地手动操作。特别重要的油气管道工程还会设置备用调控中心，在主调控中心故障时，接过控制权限，完成工艺过程的操作和管理。长距离的输送管道还会根据地域设置地区管理处，负责管辖区域的管道工艺过程管理和维抢修工作。一个典型的油气管道SCADA系统框架见图1。

图1 典型油气管道SCADA系统框架

各站场及阀室采用以PLC(Programmable Logic Controller)为核心的站控制系统，通过现场检测仪表监视工艺过程各类参数，PLC处理检测到的数据，驱动现场的动力设备(泵或压缩机)、执行机构(各类调节阀及开关型阀门)等设备，完成工艺过程的调节和控制。整个工艺过程的监控显示在安装有HMI(Human Machine Interface)的工作站上，提供给运行操作人员。同时所有运行参数均上传至调度控制中心。

1.2 油气储运自动化技术的实际应用

在油气管道的设计阶段，设计功能及理念相对先进，但运行管理人员相对保守的操作习惯是制约自动化技术应用的一大因素。自动化技术在油气管道应用初期，由于操作运行人员习惯于手动操作，加之其对自动化技术不够了解，出现了对自动化技术弃之不用或低水平应用的情况。随着运行人员技术水平的提升，这一情况正在逐步改善，但相对于SCADA系统可提供的功能而言，系统利用率还是相对较低的。

一种情况是，国内较多的油气管道在设置了完善的SCADA系统后，依然在管道站场设置较多工作人员。由于油气站场选址要远离居住区，当前的不少站场征用的土地是戈壁或者耕地等，随着国家对农耕地的保护政策出台，站场选址更加困难，对于减缩站场用地的需求越来越多。另外，在条件艰苦的输油、输气场站大量驻扎人员，也是对人才的浪费。

在国内能源管网基本形成，管道建设由高峰期转入成熟期的大形势下，不少设计、建设、管理单位把目光投向了国际市场，但国内在建设数字化管道、形成管道全生命周期管理的角度上看，与国际领先的工程公司还有一定的差距。目前国内的主流油气管道设计、建设、管理单位都在开展管道全生命周期的探索和研究工作，这将对提升国内油气储运行业的设计、建设、管理水平，缩小与国际油气储运工程建设单位的差距及开拓海外市场都有着重大意义。

2 油气管道自动化技术的发展趋势及应用前景

建立无人值守、区域化管理的思路，将大量值守在条件艰苦的工艺站场的操作运行人员解放出来，更大程度的发挥以SCADA系统为核心的自动化技术在油气储运行业的优势。工艺站场摆脱过去需要为值守人员建设宿舍、厨房等设施的需求，以工艺设备为核心开展建设工作，减少大量不必要的辅助生产设施。采用更先进的检测采集、视频监控及数据处理技术，将现场的工艺系统、辅助系统、安防系统及视频图像等信息传输到区域管理中心。通过视频巡检代替人工巡检，通过HMI监视更全面站场信息，辅以周期性的专业人员巡检，从而体现节省投资、以人为本的管理理念。

数字化管道的建立需要立体化、多元化的数据，自动化技术与地理信息系统、模拟仿真技术及先进的管理理念等的进一步结合，将提供更完善的管道数据信息及更合理的油气储运系统数据分析，为建设数字化管道、达成管道全生命周期管理提供极大的助力。