石化企业智能管线系统的研发与应用

蒋白桦

摘要：石化企业的原料、产品、互供物料等通过管网进行传送，这些复杂的管网受到历年的改、扩建等因素的影响，规模庞大、关系复杂、效率低下并存在一定的安全隐患。因此，利用信息技术设计开发智能管线系统是实现管线智能化管理、可视化运营的必由之路。论文从石化企业的业务特点出发，给出了智能管线的特征并分析了系统的业务范围。在此基础上，设计开发了石化企业智能管线系统，并详细阐述了系统的核心技术。最后，通过总结中国石化下属企业的应用成效，为管线信息化工作提供了参考借鉴。

关键词：智能管线；信息化；石化；过程系统工程

引言

随着石油天然气的消耗量逐年增加，石油天然气输送管线的建设管理水平也要随之提升以满足越来越大的能源需求[1]。应用信息技术手段，掌握和维护管线信息，逐步实现管线的设计、建设、运营到维护的全生命周期管理，是维护石化企业正常运行、保证生产安全的重要措施。其中，研发具有标准化、数字化、可视化、自动化以及智能化等特点的智能管线系统是其中重要的一步。

1.智能管线系统设计思路

1.1智能管线系统的特征

综合对国内外管线管理系统的发展趋势的分析[2-3]，并结合云计算、物联网、大数据、新一代移动通讯等信息技术发展，本文认为智能管线应具有以下六项特征：

2. 智能管线系统关键技术

2.1 二三维地理信息平台

二三维地理信息平台是智能管线系统的核心平台，其主要功能包括。

（1）数据管理

数据管理实现对多种数据（矢量数据、影像数据、元数据、模型数据等）的编辑、重组与发布。

（2）开发管理

平台提供一整套适用于业务的开发框架，包括客户端配置开发和移动端配置开发两部分。

（3）基础服务

基础服务包括数据服务、显示服务与计算服务三部分功能。数据服务为智能管线系统提供模型数据服务、地理信息服务、业务数据服务等。显示服务可以为智能管线系统提供环境、文字等各种类型三维/二维显示等；计算服务可以为智能管线系统提供路由计算、地形计算、面积计算、体积计算、距离计算、坡度计算等，包括空间分析与空间量算。

（4）引擎服务

引擎服务包含二维引擎服务和三维引擎服务两部分。二维引擎能够实现对整个GIS底层资源的管理。三维引擎实现三维模型、地理空间信息、业务数据有机融合，为平台提供数据支持、逻辑支持的可视化运行环境。

（5）运维管理

平台自身具有运维管理机制，通过平台监控等多个功能，有效规避在平台运行过程中的风险，为整个平台的长期、稳定运行提供保障。

2.2数据模型

针对完整性管理工作需要，将管道数据模型分为以下十大部分：管道中心线与层次、设施、检测、侵占、运行、腐蚀防护、事件支持、完整性管理、历史记录、环境数据，管道数据模型的物理结构如图1所示。

3.应用成效

从2014年8月起，智能管线系统覆盖了中国石化50家企业近3万公里的长输和厂际管线。

（1）管输过程监控

管输过程监控提供未到港油轮的实时船情、异常事件的分布及处理情况等各专业概要信息，有效提高了管输综合监控管理能力。

（2）管道完整性管理

管道完整性管理實现管线阴极保护、隐患管理以及管线高后果区管理等功能。

（3）异常事件管理

异常事件管理功能实现对异常事件上报、审核、处理、督办、确认的闭环管理，使异常事件早发现、早处理，可有效地杜绝事故的发生。

（4）安全管理

安全管理实现了管线的巡线管理、智能仪表在线诊断、大数据挖掘分析与预警等功能。

（5）生产管理

生产管理实现能耗评价与管理、站库管理、生产运行监控等功能。

4.结论

石化企业管线系统错综复杂、资源分散、底数不清，存在着运行效率低、安全隐患高等问题。论文从石化企业业务特点出发，结合智能管线特点，利用信息技术手段设计开发的智能管线系统可从根本上解决各类管线运行中存在的问题，大幅提升生产、管理效益。系统在中国石化下属企业成功进行了试点应用，并取得了显著成效。

参考文献：

[1]Tariq S. Khan， Mohamed S. Al-Shehhi， Review of Black Powder in Gas Pipelines – An Industrial Perspective[J]， Journal of Natural Gas Science and Engineering， 25： 66-76， 2015.

[2]Hossam A. Kishawy， Hossam A. Gabbar， Review of Pipeline Integrity Management Practices[J]， International Journal of Pressure Vessels and Piping， 87： 373-380， 2010.

[3]曾文，乔炜，强晓春， 运用GIS技术研制石化管线管理系统[J]， 地球科学， 03： 353-356， 2002.

[4]裴璐颖，刘晓娟，李玮顾. 基于地理信息云服务的现代企业管理模式[J]. 测绘与空间地理信息， 36： 46-49， 2013.