庆齐管道数字化建设与智能化创新设计与实践

2023-01-05聂红培

中国设备工程 2022年15期

聂红培

（大庆油田天然气分公司技术保障中心自控设计室，黑龙江大庆 163000）

1 建设现状

大庆油田庆齐天然气长输管道（φ400×5.3-155.717 km）设有红岗首站、昂昂溪末站及6 座中间阀室。管道横跨大庆红岗、大同、杜蒙、齐齐哈尔泰来、昂昂溪区2 市5 县（区），沿线周边环境复杂，站场、阀室（无人值守）均地处人烟稀少的荒原地带，具有线长、点多、面广、自然环境复杂、管理难度大等特点，既要实现站场、阀室满足本地安全可靠控制，又能实现分公司生产指挥中心、红岗首站、昂昂溪末站互为备用控制成为技术难题。

2 庆齐管道数字化建设

庆齐管道设有2个站场、6个阀室，为构建适合分公司的“1233”长输管道智能化基本构架。即设置1个操控中心（生产指挥中心）全线集中监控，统一调度授权；2个中心站（红岗站、昂昂溪站）接收授权，独立操控，互为备用；3个核心功能“集输过程自动化、设备管理智能化、统筹管理信息化”；3个管理层级达到“分级操控、在线调度、协同管理”。

3 庆齐管道智能化运营

全智能化运营是基于管道自身业务特点，通过提高管道核心控制系统的自动化操作水平，加强管道对各类风险隐患的感知预警能力，创新实施集中监视、集中巡检、集中维修的远程运维智能新模式，带动管道运营管理水平与运行综合效益的全面提升。

3.1 站场无人操作支持技术

利用SCADA 系统优化技术使庆齐管道按照集控中心的远程控制指令运行，有效代替现场操作人员，自动完成预设的控制逻辑目标，实现无人值守站场、阀室的自动运行、远程控制。

（1）实现“一键启输、一键停输”功能。昂昂溪末站控制系统将成熟的操作步骤利用逻辑组态方式固化成规范的流程，在启、停输过程中的大量阀门开关、参数设置、设备切换、启停等，全部由控制系统按照预设的控制逻辑顺序自行判断并进行操作，实现了旋风分离器、

过滤分离器、流量计、调压撬等多个系统顺序投运和停止，即可自动完成一键启输、一键停输的所有过程，无需人为操作与干预。简化了运行人员操作流程的同时，也避免了人为操作失误的可能，极大提高了管道的安全可靠性和经济效益。

（2）“一键调控切换”功能，实现天然气管道自动分输。为实现冬季保供时，气量的精准控制，增加了日指定气量设定功能，可按照调度指令对全天输送气量、高峰时段用气比例等进行设定，进而根据设定值，自动计算全天各时段的供气流量，自动进行调节；另外，新增供气压力、流量自动调节方式切换功能，可根据不同工况需求，灵活选择；上述功能，大大降低了冬季保供等特殊时段操作人员的操作压力及难度，降低了劳动强度，供气量更加精准，操作适应性更强。

（3）实现计量电子化。庆齐管道2个站场，针对流量计计量实现了流量计组分管理功能，根据操作权限，技术人员可远程在线修改流量计相关组分参数，真正实现流量计的远程监视监控；参数在线设定功能，根据操作权限，技术人员可远程在线修改量程、报警值、联锁值，避免修改相关逻辑程序，保证了程序的正确性和稳定性，可维护性更强，操作更加便捷；计量报表自动采集功能，可自动生成小时及日输气量相关报表，避免了人工记录中出现的误差，确保了数据管理的实时性、精准性。

3.2 阀室智能化管理

（1）阀室智能视频巡检及语音喊话功能。庆齐管道6 座阀室分别建立阀室RTU 系统、视频监控系统及语音喊话功能，并通过移动专线将生产数据、视频画面传输至昂昂溪末站、红岗首站、分公司监控中心，可实时监测阀室内天然气管道生产运行状态、视频查询及视频历史回放等功能。

（2）实现周界入侵智能安防。庆齐管道3#分输站采用振动光纤周界入侵报警系统结合终端反射模块的周界入侵报警系统方案。振动光缆安装在围墙周界处，终端反射模块安装在各防区单元，站场出入口处利用监控系统设置的前端摄像机作为补充，监控终端可实现与工业电视监控子系统的联动。

（3）实现智能阴保远程监控。庆齐管道在昂昂溪末站、2#阀室分别安装了阴极保护测试桩，阴极保护系统做为长输管道的重要保护设备，将其引入阀室新建RTU系统，实现了恒电位仪远程手/自动切换，输出电压、电流远程设定，运行状态、额定电压、电流、异常报警状态等远程监测、控制功能，提升了管道阴保系统的远程监测与专业化管理能力。

（4）实现泄漏智能检测。对于阀室封闭空间，设置了催化燃烧型可燃气体检测器；一旦达到设定值，阀室RTU 系统会自动报警，操作人员可采取相应措施。

（5）气液联动阀改造，实现远程操控功能。实现了压降速率大或压力高、低波动自动爆管切断功能；另外，增加了阀位反馈开关，实现了对阀位状态的实时监控功能。