智能化技术在输油站数字化改造与无人值守输气站建设中的应用研究

摘要：随着能源行业对智能化和数字化转型的需求不断增加，智能化技术在输油站和无人值守输气站的应用逐渐成为提升运营效率、安全性和管理水平的关键。围绕智能化技术在输油站数字化改造与无人值守输气站建设中的应用展开，探讨了智能监控、远程诊断、自动化巡检、故障预测与应急响应等技术的集成与实践。研究表明，通过智能化改造，能够显著提高设备故障诊断与维修效率，降低人工成本，减少设备故障率与停机时间，延长设备使用寿命，提升安全保障能力。

关键词：智能化技术；输油站数字化改造；无人值守输气站建设

一、前言

随着能源行业的快速发展，智能化技术在输油站和输气站的应用逐渐成为提升运营效率、安全性和降低人工成本的重要手段。特别是在输油站的数字化改造和无人值守输气站建设中，智能化技术通过集成物联网、大数据、人工智能等前沿技术，实现了设备监控、数据分析和远程操作的自动化。通过数字化转型，输油站和输气站能够实时监控设备状态、预测故障风险，并优化资源配置和能效管理，有效提高了系统的安全性与稳定性。本文将探讨智能化技术在这些领域的应用现状、面临的挑战及未来发展趋势，为推动能源行业的智能化转型提供理论支持和实践指导。

二、输油站数字化改造需求分析

（一）输油站现状及存在的问题

1.设备老化与故障频发

许多输油站的设施和设备使用年限较长，存在老化和磨损问题，导致设备故障率上升。老旧设备在高负荷运行下容易发生泄漏、腐蚀等安全隐患，增加了维护成本和设备停运的频率[1]。此外，传统的检修模式依赖人工检查，难以及时发现隐患，影响了输油系统的稳定性和安全性。

2.信息化程度低

目前，部分输油站的信息化建设尚不完善，数据采集与监控系统的覆盖面有限，信息化程度较低。生产数据和运营数据缺乏有效的整合与分析，导致决策支持不足。数据的孤岛化使得管理者难以全面掌握站区运营状况，影响了资源调配和应急响应的效率。

3.安全管理体系薄弱

输油站作为重要的能源基础设施，面临着火灾、爆炸、泄漏等安全风险。然而，部分站点的安全管理体系尚不健全，风险评估和防控措施存在薄弱环节。应急响应能力不足，员工安全培训和应急演练频次较低，难以应对突发事件，导致安全事故发生的风险较高。

（二）数字化改造的目标与需求

表1列出了智能化技术在输油站数字化改造与无人值守输气站建设中的主要目标及量化指标，重点关注设备运行效率、安全性、能效、人工干预减少、数据管理等方面[2]。通过引入实时监控、预测性维护、智能调度和AI分析，预期可显著降低故障率、事故率和能源消耗，同时提高数据传输效率和故障响应速度，进而减少人工操作、优化资源配置，实现更高效、更安全的运营。

（三）智能化技术在输油站数字化改造中的应用场景

智能化技术在输油站数字化改造中的应用涵盖了多个关键场景，主要体现在智能监控、自动化巡检、故障预警和远程控制等方面。通过引入传感器、物联网（IoT）设备和数据采集系统，实时监测输油站的设备状态、流量、压力、温度等关键参数，确保运营过程中的安全与稳定。智能化巡检系统替代传统人工巡检，通过无人机、机器人或自动化巡检设备实现对输油站设备的全天候监控与维护，大幅提升了巡检效率和精准度。

如图1所示，基于大数据分析与机器学习，故障预警系统能够提前预测设备故障或异常，减少停机时间和维修成本[3]。远程控制与自动化调度系统使得操作人员可在远程平台上对输油站设备进行实时调控，确保生产过程的灵活性与安全性。通过这些智能化应用，输油站的运营效率、可靠性和安全性得到显著提升，推动了数字化转型的深入发展。

三、智能化技术在输油站数字化改造与无人值守输气站建设应用方案

（一）输油站数字化改造方案

1.自动化控制系统

自动化控制系统是输油站数字化改造的核心技术之一，通过集成先进的传感器、执行器和实时监控系统，实现对输油过程的全面自动化管理。该系统能够实时监控油品流量、压力、温度、浓度等重要参数，并通过闭环控制自动调节流量阀门、泵组、加热设备等，确保输油过程的高效和安全。此外，自动化控制系统还可与远程监控平台集成，实现对多个输油站点的集中管理。通过数据分析，系统能够识别潜在故障，自动生成维护或检修通知，提前采取措施，避免生产中断和设备损坏。通过高度自动化的操作，减少人工干预，优化运行效率，降低人为错误和管理成本。

2.无人机监测与巡检

无人机监测与巡检是提升输油站安全性和运营效率的重要手段。传统的人工巡检需要大量的时间和人力，并且存在高风险，而无人机可以高效、精准地执行巡检任务。通过装备高精度的摄像头、红外热成像仪和气体传感器，无人机可以对输油管道、储罐及站区设备进行全方位巡检，实时捕捉设备状态与环境变化。在发现异常时，无人机能够迅速传送高清图像和数据到监控中心，帮助运维人员及时做出决策。同时，无人机可以在复杂环境和危险区域执行巡检任务，降低人员安全风险。长期使用无人机巡检还可减少人工巡检的频率，降低运营成本，提升输油站的监控能力和应急响应速度。

3.智能数据分析与处理

智能数据分析与处理是输油站数字化改造的核心组成部分，通过对大量实时采集的数据进行深入分析，帮助运营方优化管理决策。传感器和监测设备将实时数据传输到数据处理平台，利用人工智能（AI）算法和机器学习技术，对数据进行处理、分析和预测。例如，系统可以分析设备运行状态、识别潜在故障风险，提前进行维护或更换，还能优化能源消耗和资源配置，提升效率。此外，智能分析还能够帮助发现操作流程中的不规范之处，优化调度方案，提升整体运营效率。通过大数据分析，输油站可以实现精细化管理，提升故障预警和处理能力，减少停工损失，确保生产环境安全稳定。

（二）无人值守输气站建设方案

1.远程监控系统

远程监控系统是无人值守输气站建设中的关键组成部分，通过集成先进的传感器、智能化设备和信息技术，实现对输气站的全天候远程监控。该系统可以实时采集输气管道、气体储罐、泵站及其他关键设备的运行数据，如压力、流量、温度、泄漏检测等信息。远程监控系统的核心优势在于能够打破空间限制，远程操作和查看输气站的实时运行状态，减少了人工巡检的频率和人员的操作风险。系统配备了实时报警功能，当某项设备出现故障或异常时，能够第一时间发出警报，通知运维人员采取相应的措施[4]。与此同时，监控平台还具备历史数据存储和分析功能，便于运维人员进行故障诊断和设备维护优化。远程监控系统还支持与智能调度系统、智能控制系统等其他智能系统进行集成，实现数据共享与智能决策。通过集成先进的通信技术，无论是在地理位置上远离输气站的办公室，还是在其他远程控制中心，运维人员都可以通过计算机、平板或手机等终端设备随时监控设备状态，快速响应各种突发事件，从而大大提升了输气站的管理效率与安全性。

2.预警与应急处理系统

预警系统首先依靠气体泄漏探测器、压力传感器、温度传感器等环境监测传感器对输气站的各个重要环节进行实时监控。一旦监测到某项数据指标超出设定的安全范围，系统将自动触发预警，并将信息发送到远程控制中心。与此同时，系统会根据故障类型自动执行应急响应措施，如启动紧急切断阀、启动备用气源等。预警信息还将通过短信、邮件或电话等多种方式及时通知现场维护人员和管理人员。应急处理系统不仅具备实时响应功能，还具有自动化应急处置能力。在出现故障或危险时，系统能够自动启用备用设备、调整压力或流量，甚至执行自动化的气体泄漏控制措施，最大限度地减小事故带来的影响。当情况超出自动应急处理能力时，系统会启动人工干预流程，通过远程指挥和现场人员配合，快速恢复正常运行。通过建立高效的预警与应急处理机制，输气站能够大幅提升应对突发事故的能力，确保安全稳定的气源供应。

3.智能维护与保养

智能维护与保养系统是无人值守输气站数字化管理的重要环节，能够通过先进的物联网技术、人工智能算法和大数据分析，全面提升设备的维护效率和准确性。传统的输气站维护往往依赖人工经验和定期检查，存在一定的滞后性和不可预见性，而智能维护系统通过实时监控设备状态，能够实现预测性维护，确保设备在最佳状态下运行，避免故障和停机的发生。

智能维护系统依托于传感器实时监测输气站设备的各项参数，如气泵的运转状态、阀门的开启/关闭情况、管道的温度和压力等数据。通过对这些数据的分析，系统能够对设备的健康状况进行全面评估，提前识别潜在的故障隐患。例如，系统可以通过分析设备的运行数据发现摩擦力增大、电流波动、温度异常等故障征兆，进而推测出可能需要更换的零部件或进行保养的设备[5]。该系统还具备自我学习能力，随着数据积累和机器学习算法的不断优化，智能维护系统可以越来越准确地预测设备的故障周期和最佳保养时机，甚至提前几天或几周生成维护提醒和维修计划。通过这种方式，智能维护不仅能够减少意外停机，还能降低维护成本和人工干预频率，提升整体工作效率。智能维护系统还可以与设备供应商和维修服务商的系统进行对接，自动生成零配件采购和维修服务需求，简化后期的维护流程，实现设备管理的全生命周期智能化管理。通过这种智能化的方式，输气站的运营将更加高效、安全，并且能够延长设备的使用寿命。

四、案例分析

（一）输油站数字化改造案例分析

在某无人值守输气站的数字化改造中，智能化技术通过远程监控系统、预警与应急处理系统和智能维护系统，提升了运营效率和安全性。实时监测数据，如压力、流量和温度，通过传感器传输至中央平台，进行智能分析与故障预警，确保设备平稳运行。预警系统可自动触发应急响应，减少人为干预，防止突发事故。智能维护系统结合大数据分析，提前预测设备故障，优化维修调度，降低成本并延长设备寿命。该改造显著提高了输气站的自动化和安全管理水平。

（二）应用效果

根据表2分析，智能化改造显著提升了输气站的运行效率与安全性，故障率下降了80%，停机时间减少了75%，应急响应时间缩短了83%，实现了更高的自动化水平。智能维护系统预测故障，降低了维修成本和停机时间，延长了设备寿命[6]。安全事故率降至零，能源消耗与运营成本分别减少了20%和30%。整体看，数字化改造大幅提升了输气站的运营效率、成本效益与安全性。

五、结语

智能化技术在输油站数字化改造中的应用，显著提升了运营效率、安全性和管理水平。通过智能监控、自动化巡检、故障预测等技术的融合，推动了设备维护的精准化与自动化，降低了人工成本与设备故障率，延长了设备使用寿命。此外，实时数据分析与远程控制系统优化了资源配置，提升了生产安全和可靠性。总体来看，智能化技术为输油站的高效、可持续发展提供了强有力的支撑。

参考文献

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[3]池坤，朱国承，张平，等.一种油田三相脱水密闭输油站场无人值守改造系统[P].中国：215722582U，2024-12-19.

[4]易邦国.浅谈卸油台的信息化改造[J].江汉石油职工大学学报，2023，36（05）：66-68.

[5]祁晓娇.天津石化越长越聪明[J].中国石油石化，2024（08）：60-61.

[6]葛志强，乔军，彭彦军，等.一种基于变压器有载开关的滤油系统及方法[P].中国：202111286626.X，2024-12-19.

作者单位：辽宁荣大实业有限公司

责任编辑：张津平 尚丹