引論：我們?yōu)槟砹?篇長輸天然氣管道自動(dòng)化研究范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
目前，我國管道系統(tǒng)的復(fù)雜度在逐漸提升，對于長輸管道而言，管道沿線的情況也較為復(fù)雜，受到管道內(nèi)外環(huán)境的影響，其出現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)問題的概率也相對較大。管道沿線附件設(shè)施的數(shù)量相對較多，部分附件設(shè)施如果采用人為控制，則容易出現(xiàn)誤差問題，且需要的人力資源相對較多，對于人員的技能要求也相對較高，提高管線的自動(dòng)化水平，有助于保障管道運(yùn)行的高效性以及安全性[1]。目前，我國在管道自動(dòng)化領(lǐng)域已經(jīng)取得了較大進(jìn)步，為了推動(dòng)自動(dòng)化水平的進(jìn)一步提高，有必要對自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢進(jìn)行深入研究。
1.1自動(dòng)控制技術(shù)現(xiàn)狀
目前，我國的長輸管道引進(jìn)了SCADA系統(tǒng)，該系統(tǒng)的引入使得管道的自動(dòng)化水平得到了逐漸提升，但是通過對該系統(tǒng)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，其功能并不完善，在使用該系統(tǒng)的過程中，可以對管道的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行全面的采集，可以對管道進(jìn)行自動(dòng)管理以及監(jiān)控，對于管道沿線的場站而言，可以實(shí)現(xiàn)無人值守的功能，進(jìn)而使得人力資源的需求量降低，同時(shí)，還可以降低人員的工作強(qiáng)度，最終推動(dòng)管道領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。事實(shí)上，由于管道運(yùn)行過程中的安全影響因素相對較多，因此，管道運(yùn)行對于技術(shù)的要求也相對較高[2]。
1.2儀表系統(tǒng)的選擇及應(yīng)用
儀表系統(tǒng)的使用對于管道的自動(dòng)化運(yùn)行十分重要，各種類型的儀表主要可以對管道相關(guān)參數(shù)進(jìn)行采集，通過數(shù)據(jù)分析的方式，可以提高管道安全運(yùn)行的效果，同時(shí)，也可以為管道調(diào)控提供數(shù)據(jù)支持。流量計(jì)是儀表系統(tǒng)的重要組成部分，常見的流量計(jì)可以分為3種類型，分別是孔板流量計(jì)、超聲波流量計(jì)以及渦輪流量計(jì)，通過使用各種類型的流量計(jì)，可以對管道的輸氣量進(jìn)行計(jì)量。在使用流量計(jì)的過程中，需要定期進(jìn)行全面的維護(hù)以及管理，使得流量計(jì)處于高效的運(yùn)行狀態(tài)，降低流量監(jiān)測的誤差。對于超聲波流量計(jì)而言，其使用的精度相對較高，且維修量相對較少，計(jì)量的誤差范圍相對較寬，可以應(yīng)用到長輸管道流量監(jiān)控以及場站流量監(jiān)控等多種領(lǐng)域。通過對能源計(jì)量領(lǐng)域進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，流量計(jì)量過程中容易出現(xiàn)交易爭端問題，因此，我國已經(jīng)開始對能量計(jì)量法進(jìn)行全面的研究，與流量計(jì)量法相比，能量計(jì)量法的科學(xué)度相對較高[3]。除了需要對流量進(jìn)行監(jiān)控以外，還需要對管道運(yùn)行的壓力進(jìn)行全面的監(jiān)控，通過壓力監(jiān)控的方式，可以了解管道運(yùn)行的壓力信息，以便對管道壓力進(jìn)行全面的調(diào)節(jié)，在保障輸送效率的前提下，全面提高管道運(yùn)行的安全性，這也是防止管道出現(xiàn)泄漏的重要措施。隨著管道長度的不斷增加，管道出入口位置處的壓力差距相對較大，對出入口位置處的流量以及壓力進(jìn)行合理的管理，可以保障管道長期處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。壓縮機(jī)是管道沿線十分重要的設(shè)備，壓縮機(jī)的主要作用就是提高能源的輸送壓力，管道的長度越長，則管道沿線需要的壓縮機(jī)數(shù)量越多，由于壓縮機(jī)使用過程中對于能源的需求量相對較高，因此，引入節(jié)能型的壓縮機(jī)也十分關(guān)鍵，該種類型的壓縮機(jī)在使用過程中，可以避免介質(zhì)溫度和壓力出現(xiàn)較大的變化，進(jìn)而防止介質(zhì)在管道內(nèi)產(chǎn)生水合物，水合物的出現(xiàn)會(huì)引發(fā)管道堵塞問題，最終對能源的輸送效率產(chǎn)生嚴(yán)重影響。壓力和流量的調(diào)節(jié)不但可以提高管道運(yùn)輸?shù)陌踩裕€可以保障下游能源供給的穩(wěn)定性，最終滿足用戶對能源的需求。泄漏是管道運(yùn)行過程中常見的風(fēng)險(xiǎn)問題，在出現(xiàn)泄漏問題以后，天然氣濃度將會(huì)不斷提升，在濃度達(dá)到爆炸極限以后，出現(xiàn)火災(zāi)爆炸問題的概率相對較高，管道泄漏問題不但會(huì)對管道沿線的環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞，還可能引發(fā)人員傷亡問題，因此，對管道泄漏問題進(jìn)行全面的監(jiān)控也十分關(guān)鍵。氣體分析儀是泄漏監(jiān)測的關(guān)鍵儀器，該儀器主要應(yīng)用在管道沿線的場站中，在場站中天然氣的濃度達(dá)到一定的數(shù)值以后，系統(tǒng)將會(huì)發(fā)出報(bào)警，工作人員可以對場站進(jìn)行全面的檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)泄漏問題。在管道運(yùn)行的過程中，也需要對介質(zhì)的質(zhì)量進(jìn)行全面的檢查。質(zhì)量檢查主要指的是對介質(zhì)的組成成分進(jìn)行監(jiān)測，在線氣相色譜分析儀屬于重要的質(zhì)量檢查設(shè)備，該設(shè)備可以對介質(zhì)的組分進(jìn)行全面的分析[4]。通過對管道安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，腐蝕是威脅管道安全性的重要因素，因此，管道沿線需要設(shè)置一定數(shù)量的陰保系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是從電化學(xué)的角度出發(fā)，對管道進(jìn)行全面的保護(hù)，在陰保系統(tǒng)使用的過程中，如果其參數(shù)出現(xiàn)較大的變化，則會(huì)引發(fā)陰保失效問題，因此，也需要對陰保系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行全面的監(jiān)測。在引入自控系統(tǒng)以后，也可以對陰保系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行全面的采集，對參數(shù)進(jìn)行合理的分析，在陰保系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)出現(xiàn)問題以后，可以對陰保系統(tǒng)進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)，使得陰保系統(tǒng)充分發(fā)揮自身作用。
1.3SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用
在使用SCADA系統(tǒng)的過程中，可以對管道系統(tǒng)運(yùn)行的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，在對參數(shù)進(jìn)行全面分析的基礎(chǔ)上，可以通過調(diào)度中心的計(jì)算機(jī)對管道運(yùn)行的整體情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，該系統(tǒng)與終端設(shè)備以及通信系統(tǒng)配合使用，才能使得其作用得到充分發(fā)揮。另一方面，通過數(shù)據(jù)分析的方式也可以發(fā)現(xiàn)管道沿線存在的泄漏問題，對于長輸管道而言，其運(yùn)行的穩(wěn)定性相對較強(qiáng)，相關(guān)參數(shù)并不會(huì)出現(xiàn)較大的波動(dòng)。數(shù)據(jù)分析就是查看溫度、壓力以及流量等參數(shù)的變化情況，通過使用流動(dòng)方程以及能量方程，對管道沿線的泄漏問題進(jìn)行識(shí)別，該泄漏監(jiān)測方法在使用的過程中也需要與SCADA系統(tǒng)進(jìn)行連接，SCADA系統(tǒng)采集的相關(guān)參數(shù)需要傳輸?shù)叫孤┍O(jiān)測系統(tǒng)中。對于調(diào)控中心而言，主要是通過使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對管道系統(tǒng)進(jìn)行控制以及調(diào)節(jié)，調(diào)控中心采用了三級(jí)調(diào)控方案。一級(jí)調(diào)控系統(tǒng)屬于中心控制系統(tǒng)，可以對整個(gè)管道系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)督，同時(shí)，還可以對管道沿線的場站進(jìn)行合理的控制。二級(jí)調(diào)控系統(tǒng)的控制權(quán)限主要由調(diào)度中心決定，該調(diào)控系統(tǒng)屬于場站控制級(jí)別，可以發(fā)揮場站控制的效果。三級(jí)調(diào)控系統(tǒng)屬于就地控制系統(tǒng)，主要是對管道運(yùn)行過程中的故障問題進(jìn)行監(jiān)控，在管道系統(tǒng)出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)問題以后，可以采取合理的應(yīng)急措施，以此保障管道運(yùn)行的安全性。
2長輸天然氣管道自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)
2.1構(gòu)建硬件管理組織結(jié)構(gòu)
硬件設(shè)施是保障管道運(yùn)行自動(dòng)化的重要基礎(chǔ)，因此對硬件設(shè)施進(jìn)行合理的完善十分關(guān)鍵。在對硬件系統(tǒng)進(jìn)行完善的過程中，需要對管道自動(dòng)化的功能進(jìn)行全面分析，對硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的優(yōu)化。同時(shí)，還需要盡可能提高硬件設(shè)施的先進(jìn)性，硬件設(shè)施是數(shù)據(jù)采集質(zhì)量和傳輸質(zhì)量的重要保障。由于硬件設(shè)施的投入需要大量的資金，因此，硬件設(shè)施的完善以及升級(jí)需要考慮功能以及資金投入等多種類型的因素，最終實(shí)現(xiàn)管道運(yùn)行最優(yōu)化的目的。
2.2完善軟件程序管理系統(tǒng)
管道沿線的硬件設(shè)施需要在軟件系統(tǒng)的控制下才能合理的運(yùn)行，因此，需要對軟件系統(tǒng)進(jìn)行合理的構(gòu)建，在軟件系統(tǒng)構(gòu)建的過程中，需要對管道進(jìn)行合理的區(qū)域劃分，分別構(gòu)建不同區(qū)域的軟件系統(tǒng)，然后對不同的軟件系統(tǒng)進(jìn)行合理的組合，可以提高軟件系統(tǒng)整體的完善性。軟件系統(tǒng)主要由不同的子系統(tǒng)構(gòu)成，可以對管道的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行采集，各個(gè)子系統(tǒng)采集的參數(shù)將會(huì)反饋到總管理系統(tǒng)中。通過對軟件系統(tǒng)進(jìn)行合理的劃分，有利于提高軟件系統(tǒng)的維護(hù)工作。
3長輸天然氣管道自動(dòng)化發(fā)展趨勢研究
3.1管道結(jié)構(gòu)優(yōu)化
為了全面提高管道的自動(dòng)化水平，需要對傳統(tǒng)的管道系統(tǒng)進(jìn)行合理的優(yōu)化，通過管道系統(tǒng)優(yōu)化的方式，可以防止出現(xiàn)管道控制不合理的問題，在進(jìn)行管道系統(tǒng)優(yōu)化的過程中，需要對管線的排布模式進(jìn)行合理的分析，逐漸淘汰管道沿線較為陳舊的設(shè)備，對硬件設(shè)備進(jìn)行全面的更新以及升級(jí)。事實(shí)上，管道系統(tǒng)優(yōu)化的主要目的就是提高自動(dòng)化系統(tǒng)的傳輸性能，使得數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量以及傳輸效率得到進(jìn)一步的提升，系統(tǒng)的優(yōu)化工作需要以提高管道系統(tǒng)的運(yùn)行效率以及運(yùn)行安全為前提。
3.2創(chuàng)新自動(dòng)化技術(shù)
目前，我國大多數(shù)管道運(yùn)行自動(dòng)化技術(shù)都是從國外引進(jìn)，未來需要加大在該領(lǐng)域的自主研究，雖然發(fā)達(dá)國家的相關(guān)技術(shù)較為先進(jìn)，但是由于我國的地理情況相對較為復(fù)雜，引進(jìn)的先進(jìn)技術(shù)并不一定滿足我國管道運(yùn)行的需求。由于管道自動(dòng)化領(lǐng)域涉及的學(xué)科內(nèi)容相對較多，因此，在進(jìn)行自主研究以及創(chuàng)新的過程中，管道管理公司需要與科研院所建立合作關(guān)系，通過多方合作的方式，推動(dòng)自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)的全面發(fā)展。
3.3提高軟件性能
軟件系統(tǒng)對于自動(dòng)化控制而言十分重要，因此，需要進(jìn)一步提高軟件系統(tǒng)的性能，在構(gòu)建完善的自動(dòng)化程序以后，除了可以滿足指令控制的需求以外，自動(dòng)化系統(tǒng)還可以根據(jù)管道輸送的任務(wù)要求，對管道運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行自我優(yōu)化，這是提高管道運(yùn)行效率的關(guān)鍵所在。在實(shí)現(xiàn)傳輸自動(dòng)化的過程中，需要盡可能提高通信系統(tǒng)的先進(jìn)性，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男室约鞍踩裕谖覈芫W(wǎng)系統(tǒng)復(fù)雜性提升的前提下，通訊網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性也在提升，這對于通信系統(tǒng)提出了更高的要求。3.4引進(jìn)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)在進(jìn)行自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)的過程中，需要汲取發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，盡管我國管道與國外管道之間存在一定的差異，但是在引進(jìn)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)以后，可以對國外的系統(tǒng)進(jìn)行合理的改進(jìn)，使其更加滿足我國管道運(yùn)行的需求，通過該措施可以縮短自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)建所需要的時(shí)間，系統(tǒng)使用過程中的穩(wěn)定性也可以得到一定的提升。
4結(jié)束語
綜上所述，提高自動(dòng)化水平是我國天然氣長輸管道未來的重要發(fā)展趨勢，盡管在引入SCADA系統(tǒng)以及儀表系統(tǒng)以后，管道的自動(dòng)化水平已經(jīng)得到了全面的提升，但是距離實(shí)現(xiàn)全面的自動(dòng)化仍然存在一定的差距，因此，需要對自動(dòng)化領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行全面的創(chuàng)新，引進(jìn)先進(jìn)的自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)我國管道輸送領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。
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作者:萬宇彪 單位:江西省天然氣集團(tuán)有限公司管道分公司