浅谈天然气长输管道智能化发展趋势

赵志坤 季虎

摘 要：油气管网的信息化技术经过十几年发展，智能化技术发展迅猛，技术逐渐趋于成熟。从管道企业信息化发展趋势来看，“智能化管道”已经成为当前业界广泛认同的管道信息化管理建设理念，今后智能化管道的发展趋势更是引起了行业巨头的关注。

关键词：天然气长输管道；智能化；趋势

1引言

智能化管道具有传统管理方式无法实现的优势功能，通过现代通信与信息技术、计算机网络技术、智能控制技术及行业相关先进技术汇集而成的针对油气管道应用的智能集合，实现远程实时控制，实时信息收集和反馈，并且在某些关键部位能进行智能决策和操作，可以更好地提供安全可靠、优化高效、环境友好的油气资源长距离输送服务。

2智能化管道建设的必要性

2.1 数字管道向智能化管道转变的要求

近两年国家从体制、环保、监管、价格等方面出台多项政策，支持天然气产业发展，国家发展改革委、国家能源局颁布的《能源发展“十三五”规划》指出到2020年天然气在一次能源消费结构中的占比力争达到10%，2030年力争达到15%左右；在《中长期油气管网规划》提出“到2025年全国油气管网规模达到24×104km，全国省市区成品油、天然气主干管网全部连通”。目前我国天然气管道建设里程为7.5×104km，与美国55×104km干线管道相比，我国天然气干线管道密度是美国的1/8，未来10年油气管道建设即将迎来新一轮高峰期。

随着油气业务的快速发展，从九十年代后期开始到十三五期间，油气管道陆续大规模建设，截至2016年底国内运营的油气管道总里程达到12万公里，实现了数字化三维设计、管道完整性全过程管理、油气管网集中调控、管道科技体系建立、信息系统全面应用，完成了传统管道向数字管道的转变。

2.2 业务对于提升管道效益的要求

进入21世纪以来，天然气在全球能源结构中的比重已超越石油，成为世界第一大能源。天然气管网作为连接资源与市场的纽带，是天然气大规模输送的唯一选择。天然气业务在“十二五”和“十三五”期间呈现快速发展趋势，随着管网规模增大和输量增长，耗能设备不断增加，能耗成本不断上升，迫切需要集中优势力量，重点对管输运行进行优化，降低能耗，才能有效提高管网整体的运营经济性。

2.3 油气管道事故威胁应对的要求

油气管道由投产至终结，其发生事故的概率呈现U字形，业内称之为“浴盆曲线”，即指老龄和幼龄管道易发生事故。管道投产初期一般指半年到两年。首先可能暴露的是内在的质量隐患，包括管材质量、设计缺陷、焊接质量和施工质量问题；此后管道进入稳定工作期，可持续15年-20年，这期间管道事故多受外部因素影响，包括腐蚀、外力损坏；最后是设计寿命后期，因管道老化、腐蚀及磨损，此阶段事故率明显上升。

在2020年以后，随着早期建设的管道将逐步进入寿命的中后期，进入老龄化，同时随着新管道的不断建设，又将处于新一轮油气管网建设高峰期，从而导致未来的在役使用的油气管道中，老龄期和幼龄期占比偏大。

据统计显示，我国油气管道事故率平均为3次/1000公里？年，远高于美国的0.5次/1000公里？年和欧洲的0.25次/1000公里？年。因此，为了提升管道的安全管理水平，有必要通过建设智能化管道加强安全管理水平。

2.4 关键技术国产化的要求

在国务院发布的《中国制造2025》指出，要完善以企业为主体、市场为导向、政产学研用相结合的制造业创新体系。围绕产业链部署创新链，围绕创新链配置资源链，加强关键核心技术攻关，加速科技成果产业化，提高关键环节和重点领域的创新能力。加强关键核心技术研发，提高创新设计能力，推进科技成果产业化，重视自主创新的技术成果的推广和产业化。

智能化管道建设是保障管道本质安全和提高管道运行经济效率的必由之路，也是达到世界一流管道企業水平的内在要求。未来天然气分公司需借鉴国内外先进经验，推进管理模式变革，加大技术创新，加快管道专业化管理的步伐，进一步适应管道业务发展需要，为上、下游业务有效衔接提供保障，在对管道业务发展进行全面规划的同时，融合现代信息技术和工业技术，积极打造智能化管道和智慧管网，保障天然气的长距离安全输送及资源的优化配置。

3智能化管道发展趋势分析

经过分析国内天然气长输管道智能化的应用现状以及与国外管道技术应用，近几年智能化管道的发展方向逐渐趋向于物联网、三维可视化、移动应用技术、大数据技术等重要技术应用。

3.1 物联网

物联网是物物相连的网络，把物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。通过传感器更广泛地采集数据（如管道建设中的工程质量、仓储信息，管道运营中的能耗数据、内检测数据、管道巡线数据，灾害预报预警信息等），完善数据感知内容和手段，提高管道的数字化程度。在管道数字化的基础上，建立更广泛数据的整合体系，实现管道建设、运营数据的综合分析与利用。在建立了数据库的基础上，基于业务需求开发智能化应用系统，实现对管道规划、设计、建设、运营等各个环节的智能优化、决策支持管理。

3.2 三维可视化技术

三维立体可视化技术为长输管道的规划、工程设计、工程建设、生产运营管理等带来浸透感变化。

例如，基于大范围地形的三维立体模型，在三维真实感立体模型上进行管道的设计、施工、运营，可使用户在视觉上产生一种沉浸于三维立体的虚拟现实环境中，使设计、施工、生产过程管理更加真实，结果可视化。

3.3 移动应用技术

长输管道广布于巨大的地理范围之内，移动技术的广泛应用为长输管道工程建设、运维提供了实时连接和应用，大大地扩展了信息系统的地理使用范围。

例如，油气管道及附属设施信息查询的移动式应用，可以让工程建设人员随时随地了解油气管道及其附属设施的设计施工要求，随时随地汇报施工工程信息并确保上报数据质量；可以让操作人员、业务管理人员、管理层领导随时随地了解油气管道的设计、资产、历史故障与维修、历史运行情况等综合信息，可以更好地让工程建设人员、操作人员、业务管理人员、管理层迅速做出正确的决策。

3.4 大数据技术

管道建设和运行过程中会有各种各样的数据，这些数据有的是结构化数据，还有大量的是非结构化数据，而且数据量度非常巨大。怎么优化地进行收集与存储、怎么进行数据开发利用，让信息系统发挥更大的作用和效益非常重要。

大数据解决了不同类型数据的存储，并在不同的数据类型中进行交叉分析、语义分析、图文转换、模式识别等，在庞大的数据库中挖掘新的价值。

4结论

随着近年来我国经济、科技水平的不断进步与发展，对于能源资源的运用已经到达一个新的需求高度，这对于我国的长输天然气管道的运输提出了极高的要求，虽然在近年来我国该方面的建设水平与管理水平有了飞速的发展，但是相比于国外的发展依旧有需要改进的部分。

本文针对中石化天然气分公司长输天然气管道现状与先进的技术进行分析，并且对于未来发展趋势进行推测，认为天然气长输管道需借助物联网、大数据、移动应用技术、三维可视化展示等先进技术，将计算机技术、通信技术、信息技术、控制技术有机结合，实现与天然气长输管道业务的深度融合，提高管道建设的高效管理和安全运营。

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