自動化技術在天然氣管道輸送中的應用

鄧杰

【摘 要】隨著社會市場經濟進步和發展，油氣資源的需求量不斷地急速增長，而實際所面對的自然資源有限，資源供需日益緊張，任何緩解供需矛盾，盡可能的使得資源利用最大化，以保障其對經濟增長。面臨當下的情況，國內的油氣資源開發規模不斷地擴大，長遠的運輸管道建設以及相關技術不斷地發展，隨著自動化技術的漸漸融合，使得天然氣管道運輸技術取得巨大的進步，但是還是存在一些問題，需要進一步研究。本文主要通過介紹天然氣管道輸送自動化技術的現狀，分析如何提高天然氣管道輸送自動化技術，最后提出提高天然氣管道輸送效率和提高對天然氣資源的利用率的相應措施，進而為天然氣管道輸送提供科學技術支持。

【關鍵詞】天然氣管道輸送；自動化技術；應用

天然氣管道是一種完成天然氣資源運輸的載體，能夠實現從開采地到直接用戶端，整個天然氣管道是由各種設施和設備以及各種技術組成的巨大系統，綜合優化系統來實現天然氣輸送的效益最大化。管道輸送的自動化包括從開采地氣井到用戶整個線路，這一技術能夠完成從氣井到集輸管網，其中包含油氣的凈化，利用輸送管線完成用戶接用，整個過程各個部分通過網絡化和智能信息化集合成一體，組成了天然氣輸送系統。

一、天然氣管道輸送自動化技術應用現狀

（一）國外天然氣管道輸送自動化技術應用現狀

國外的氣田無論在開采還是技術支持上基本上都領先國內，其長管輸送技術也比較成熟，隨著新世紀的到來，進入了信息網絡時代，在智能制造、大數據、云計算等技術的支持下，加快了天然氣輸送系統的自動化技術發展和廣泛應用。天然氣管道輸送自動化技術的應用，給資源能源的輸送帶來巨大的便利，不僅大大的提高了天然氣的利用效率，同時也擴大了能源企業的生產規模，自動化技術貫穿輸氣管線、集氣管網、氣井和用戶，將其緊密聯系集成一體，網絡信息技術、控制技術在天然氣的應用過程中，同時也給天然氣管道的設計、規劃、管理運行等環節帶來極大的便利，提供更加精確且及時的信息資料。自動化技術的引入使得天然氣整個供氣系統更安全可靠，利用率更高，以及更加完善的用戶服務。

（二）我國天然氣管道輸送自動化技術應用現狀

我國長輸送型管網主要是以西氣東輸項目為主要代表，西氣東輸項目中的天然氣輸送自動化技術最能體現出我國在氣體輸送自動化這一塊的發展水平。目前，國內的自動化氣體輸送技術已經達到與發達國家的同類的技術水平，自動化技術中采用了邢和衛星遙感技術來對整個輸送系統進行數據的采集和在線監測，實現管道的數字化管理，利用超聲波流量計對天然氣進行計量，所使用的天然氣壓縮機已經實現了自動化控制設備。管道運輸自動化技術的應用通過其自動化的管理和監測降低甚至杜絕了故障的出現，保障了企業的生產安全。

二、提高我國天然氣管道輸送自動化技術應用的措施

近幾年來，隨著我國智能科技和經濟的迅猛發展，大大促進了天然氣管道輸送自動化技術的發展，并取得了巨大的進步，相比于國外的自動化技術應用，還有一段路要走。天然氣管道輸送自動化技術中不僅包含自動化與網絡技術，同時還涉及GIS的使用，以及天然氣管道的設計、管路規劃、施工以及監測等。此外，自動化技術應用在天然氣管道施工管理過程中，很大程度上降低管理成本，還能及時發現問題，分析問題，處理管理中的問題。目前，國外主要針對在非穩定工況下的天然氣管道輸氣管網的最優控制的研究，調查表明，動態優化控制可以實現降低大約17%的能耗費用，還能對動態時間實現有效地控制。因而，根據實際情況和當前的狀況，提出以下五大措施，旨在提高管道輸送自動化技術。

（一）大力推廣SCADA系統的運用

SCADA系統是數據采集與監視控制系統的集合體，該系統主要通過運用計算機技術來實現生產運輸過程中的控制與調度的自動化系統。SCADA系統在天然氣長輸管道輸送中的應用，不僅能監控、自動調節天然氣的生產、輸送過程之外，還能一定程度上提高天然氣調節精度。同時，此系統還能實現實時收集、記錄、整理及分析輸送過程中的各個相關的數據信息，能夠及時的排除或處理系統中的隱患問題，進一步提高管道輸送的安全性，從而保證自動化技術的可靠性。SCADA系統應用在調控中心，可以對天然氣管道數據實時監控，相關工作人員只需查看控制界面的數據顯示，如站內壓力和溫度及閥位的數據，進而調節壓縮機增壓模式傳輸到下游氣站場，保證天然氣輸送的穩定運行?，F階段，國內天然氣管道的輸送普遍采用SCADA系統，有效地實現了管道運輸的自動化。

（二）使用多款智能化軟件

天然氣管道輸送中，除了應用SCADA系統之外，還可以通過融合其他智能軟件，來進一步提升天然氣管道輸送的自動化程度，使用管道模擬仿真軟件進行預先模擬，GPS及GIS等先進技術對天然氣管道的勘測、監控，測量及問題處理等，同時通過應用多個軟件對收集的數據信息進行分析和決策，避免漏洞的出現，將信息數據集成一體便于查詢，分別從天然氣管道輸送自動化技術的硬件和軟件上來進一步提高自動化程度，提高氣體輸送效率，降低天然氣的輸送整體成本。

（三）合理優化管道輸送干線

天然氣管道輸送過程中除了應用智能軟件和SCADA系統之外，同時也要重視對天然氣管道輸送管網的規劃和硬件的設施優化。目前，天然氣管道輸送自動化程度較高而且輸送管網密度大的歐美地區，不僅實現了各個國家各個地區的天然氣管道相同，采用的海底管網鋪設，視線里天然氣的國際互通，很大程度上利用了自動化在天然氣管道輸送中帶來的優勢。因此，合理的優化天然氣輸送管道，在保證輸送硬件的前提下，才能確保其作為自動化技術的載體，在天然氣管道輸送方面發揮最大的效用。

（四）優化天然氣輸送管道

提高天然氣管道的輸送效率，通過在天然氣輸送管道內部填涂一層特殊材料，減少天然氣在管道輸送過程中的阻力、壓損等，提升整體輸氣量6%左右，很大程度的降低故障的發生率，更好地實現自動化目標，，進而全面實現天然氣管道輸送的自動化。

（五）加大資金投入提升自動化系統智能程度

國內越來越多的天然氣管道輸送采用智能SCADA系統，整體實現天然氣管網系統的自動化，各個相關的智能軟件的結合，不斷地提升了天然氣管道輸送的自動化程度。如西氣東輸一二線管道和陜西-北京天然氣管道輸送等都有較強的自動化能力。在這些系統和軟件的運用過程中，難免會出現不可避免的故障和問題，為了保障系統的正常運行，這就要求相關技術人員的后期維護工作到位。工作人員通過觀察壓縮機和輸送過程的相關數據，通過顯示器加載數據獲取三維彩色圖形，進而實現模擬動態圖，更好地呈現出管道輸送的實時狀況。

三、結語

綜上所述，在天然氣管道輸送中應用自動化技術是提高我國經濟快速發展的重要途徑，自動化的運用，不僅能夠提高輸送效率，而且還能實時控制天然氣輸送量，提高其控制的精確程度，已經成為天然氣管道輸送未來的發展方向。

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