天然气管道输送自动化与工艺自动化控制技术发展探析

蒋双彦，王志红

(乌鲁木齐泰迪安全技术有限公司，新疆 乌鲁木齐 830000)

1 我国天然气运输自动化技术发展现状

众所周知，我国天然气管道运输自动化技术研究发展起步较晚，在线上控制、现场控制技术等方面与国外西气东输的发达技术相比存在一定差距，管道实际工作数据与设计参数存在或多或少的偏差。在经过长时间分类研究以及管道动态仿真技术的不断试验下，对新技术的研发与优化有了显著的提升。主要包括：目前SCADA 系统可进行对天然气管道运行数据的实时动态监控与采集，初步实现天然气管道的工作自动化处理[1]。而由于我国各地区地貌气候、天然气储藏环境相对复杂，且覆盖区域零散，导致一套体系无法落实到各地，对天然气管道的工程建设相对造成许多问题。当前我国天然气管道的运营维护大部分工作都交由传统的人工检测与半自动化技术的协同进行，由于综合成本问题，传统技术方法显而易见无法满足当前对管道的运营维护标准，因此管道运营维护相关技术也逐步向全自动化或大部分自动化拓展。以此可有效节省人力资源、资金的投入，为管道运输工作提供可靠的安全保障。随着人工智能技术的到来，我国天然气管道运输技术相对来说即会更上一层楼。

2 天然气管道运输自动化技术应用关键

2.1 硬件管理组织结构的完善

确保管道运输自动化开展的顺利进行，首先即是对显性硬件结构组织的完善[2]。深入了解天然气运输自动化管理技术所需的硬性条件，对工作现场的结构组织进行相应的问题挖掘、优化，为之后所开展的实际传输作业铺好顺利安全开展的基石。唯有在先进的技术支持、有效的结构组织保障下，才能切实保证运输的效率与质量。同时还需要对自动化管理系统所投入的成本进科学合理的计算与分配，资金运作与功能开发可实现两不误。通过对基础设备的优化可有效减少运输距离，控制综合成本，采用更科学合理的运输模式进行工作的高效、顺利、安全开展。

2.2 软件程序管理系统的优化

硬性条件功能的实现需在终端的软件系统控制下完成。天然气管道运输软件系统的建设工作，通常根据各地的生产功能做出区域性的划分，以此有效减少总控软件的工作任务量[3]。在总控系统之下建立分级子系统，对管道运输过程中产生的数据参数进行动态性的捕捉，将所捕捉数据信息实时传播反馈至总控中心进行分析。软件与硬件的交互设计，是维护管道自动化工作的基础，在软件建设、硬件实际运营的维护框架中，需对管道运输的使用功能特性进行具象化的图文、音频、视频等形式进行输出，作后续研究参考，根据不同的地貌特征确定切实、科学、高效的控制管理方案。

3 促进长输天然气管道中应用自动化技术发展的相关策略

3.1 管理体系的不断完善优化

管道运输系统虽然结合自动化技术进行，但涉及内容始终繁杂，包括分输站、压气站、储气站、开采输送、综合管理等等方面，给管理工作产生不小的难度。传统管理方式由于上文提到的区域性划分而进行分布式管理，各个单位、各个流程均设置负责人与检验员，并制定责任主体制。而不管是其中任意一个部门、一道工作流程出现意外问题，囿于连带性因素而无法立刻调整解决，给整个供应系统的安全性、运输质量造成极大的影响。同时产生意外问题后编制的工作报告，按逐级上交的方式反应，获得上级允许才能进行处理，从问题的产生到解决整个周期过于繁琐。而应用自动化技术，通过将各级部门整合为一个单元局域网，统一领导分级管理，有利于集中管理体系的实施。当某一环节出现任何问题，将数据信息实时传输至总控中心，根据数据与工作人员的反馈即时分析，迅速制定改善方案，促使现场管理人员的尽快处理以疏通整段传输工作。因此自动化管理技术的运用有利于整个管理体系的升级优化，使得信息的传输更加灵活、便捷、高效，继而提高工作效率与质量。

3.2 完善并加强应急处理系统

天然气运输过程中本身具有易燃易爆的危险性，传输危险程度较高且由于各地区环境问题而难以掌控，风险隐患始终存在。因此对风险管控体系的不断完善是工作核心之一，对各个流程存在的风险隐患进行评估分析，根据其站点情况建立立体化的风控体系，以杜绝意外情况的发生为原则，提高整段工作的安全性。例如运输工作自动化管理过程中需对各个管道的位置坐标、设计/运行参数、故障记录、维护记录等必要数据进行整合、分析，并分析对事故发生的后果、对周围公共设施造成的影响，将其作为警示的参考数据。一旦发生火灾、爆炸等事故，总控中心应立即启动应急处理机制，按照规范严谨执行：按照事故上报情况连线现场，对事故的发生状态进行即时分析，迅速计算可能造成的损失后果，根据站点实际情况制定处理方案，最快程度、最大范围的降低损失。其次根据危险程度与影响后果模拟划分危险区域，做好人员的最快撤离工作。每次事故的发生必须进行原因分析、解决方案、解决成效的记录，对事故发生所在地的各类影响因素如地质、硬件等等进行全面监测分析，避免事故的二次发生。

3.3 自动化技术不断创新的意识保持

除了对现存自动化技术的运用，还应建立对技术研发自主创新的意识及机制。我国目前对自动化技术的设计虽然参考了西方发达国家的经验，可由于我国地域环境的复杂性，在实际应用中仍旧存在许多技术不匹配的问题。天然气管道的设计维护、自动化技术的研发涉及多个专业学科，在引入专业技术经验的同时，可结合人工智能技术、红外遥感技术、卫星监测技术等等，全面提高自动化技术研发技术的精准性、高效性。

3.4 加强软件系统的开发效率

提高软件系统的研发效率与质量，在软件程序实际运用过程中还应当具备相关数据资源的整合技能。运用自动化技术在系统内部形成的各项控制功能指令后，还需根据运输任务的不同需求进行完善，充分发挥动态监控技术的管控效果。管道运输工作要全面实现自动化管理，必先完善相关的电子通讯系统、远程对接/监控系统、流量调节系统、意外预警系统、半自动化治理系统，构建出一个完整的局域管理网。当前运输自动化管控中仍旧存在软件功能混乱同步进行的现象，且软件系统的兼容性较差，无法有效支撑起整个系统的同步进行。未来软件系统的开发需从兼容性、高效性这一层面进行创新，实现全面自动化管理的高标准开展。

4 结语

随着我国天然气的普及化，燃气管道运输自动化管控技术问题已被国家列为高新技术研发方向。燃气的易燃易爆等风险问题始终发生，技术的创新研发是宏观工作开展重点，风险管控、技术创新是当前我国天然气运输自动化管理中尤其重视的两项内容。正确运用自动化管控技术的定量、定型分析法，对管道自动化运输成效即时建立起科学合理的可视化的数字分析模型，以便更有效的杜绝运输过程中出现的意外情况以及最快速度的制定解决方案，争取将运输工作过程中自动化管控技术的风险损失降低至最低范围内。