智慧天然气集输站设计探讨

闫建宇，刘改顺，安少刚，李 辉



智慧天然气集输站设计探讨

闫建宇1，刘改顺2，安少刚1，李 辉1

（1. 青海油田管道输油处大乌斯站，青海 格尔木 816000； 2. 青海油田边远油田开发公司，青海 海西州 816400）

通过设计，将天然气集输站内各自动化设备，DCS系统，及基于B_S网络架构的网络发布系统进行融合，可以将现场自动化设备的实时数据，发布于互联网，并通过互联网对现场自动化设备进行操控，以实现远程交互式监控，实现“智慧”管理的概念。

智慧；天然气集输站；DCS系统；互联网

近两年智慧城市的概念风起云涌，也相继出现了智慧家居，智慧交通等概念，若把智慧的概念用于工业场所，其实就是智能化，自动化，人性化，信息化，与管理的融合化，相对来讲，则更容易实现。对于天然气集输站来讲，智慧设计，就是把站内所有的工艺流程，进行自动化设计，人性化设计，并进行联网，发布，让使用者可以远程无所不在的进行交互式访问，并融入到公司的日常管理中去。

1 “智慧”的概念

在2010年，IBM公司提出了“智慧城市”的概念，“智慧城市”其实就是利用现代的信息技术、物联网技术、云计算技术等高科技技术，把电信网、物联网、互联网以及无线网等网络融合进城市及工业的发展及管理中去，使得我们的生活更加便利化，人性化，职能化[1]。

把上述智慧的概念应用于天然气集输站，则是把各种工业自动化设备，互联网、电信网，无线网，工业智能控制设备等进行集成、融合，以实现对天然气集输站的智能化管理，自动化管理，人性化管理，信息化管理等，实现简单的“智慧天然气集输站”设计。

2 天然气集输站的流程及功能

天然气集输站，就是把各个天然气井场开采出的天然气进行集中，输送到集输站内，进行加热后，进入一级分离器中进行气液分离，以脱除游离水、凝析油及固体机械杂质。一级分离器出来的液体进入二级分离器，进行污水和凝析油的分离，分离出的凝析油进入油罐储存，污水进入污水系统；一级分离器出来的天然气在进行在节流、调压后，再进行脱硫，脱氢等净化处理，然后进入干燥塔进行干燥，在达到国家规定的天然气气质标准后进行调压，计量，加氨制冷，然后外输。

3 智慧天然气集输站的实现

智慧天然气集输站的实现分为三个层面[2]：

①基层的传感（物联感知）；

②中层的信息传输（物联通信）；

③高层的管理（计算、监控、分析决策、管理）。

3.1 基层的传感

本层次其实就是实现集输站现场各种自动控制功能，包括各数据的监视测量和各设备的自动化控制。

集输站内各管线的天然气温度、压力；分离器和油罐内的温度、压力、液位，分别使用温度变送器、压力变送器、液位变送器进行测量，外输天然气的流量使用涡街流量计进行测量，各变送器及流量计输出4~20 mA电信号并传输到数据采集系统，由数据采集系统进行采集。

各关键管线的电动阀门、电动调压阀、分离器前的电动调节阀、分子筛脱水系统的电动蝶阀等自动控制设备，均由数据采集及控制系统进行控制。

数据采集及控制系统采用DCS系统，即可进行数据的采集，又可以对现场各设备进行自动控制。

DCS系统（Distributed Control System），即分布式控制系统，在国内又称之为集散控制系统。是相对于集中式控制系统而言的一种计算机控制系统，它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机（Computer）、通信（Communication）、显示（CRT）和控制（Control）4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便[3]。

使用组态王软件在DCS系统的工程师站进行组态，即可实现对各温度、压力、液位、流量等参数的采集并显示；对各电动调节阀的PID控制，对各电动蝶阀，电动球阀的开关量控制；各种数据的报警功能等等，总之可以实现天然气集输站的完全自动化监控。

3.2 中层的信息传输

信息传输系统是搭载智慧系统中基层的感知和高层的管理系统的桥梁，是把基层的各种数据利用各种网络通讯设备进行传输，也就是实现数据的网络发布。

DCS系统具有良好的网络通信功能，不但能实现系统内部的网络通讯，还可以把系统内的各种数据通过相应的数据发布系统传输到互联网中去。

数据发布系统采用基于B_S架构的网络发布系统，该系统包括三部分，分别是：用户端，网页发布服务器端和数据库服务器端[4]。其基本的工作方式为：我们通过用户端的浏览器浏览信息并发送任务请求，网页发布服务器接受我们发送的请求，并连接到后台数据库服务器，对请求进行处理，然后再由网页发布服务器将处理结果传输回到用户端的浏览器上。

对于本DCS系统，其工作方式如下：（1）DCS系统实时采集现场的各种数据；（2）DCS系统将采集的现场数据传输给网页发布服务器；（3）网页发布服务器将DCS系统传输来的数据传输给数据库服务器，在数据库服务器处理后，再由网页发布服务器发布于网页上进行显示。（4）客户若对客户端网页上的对象进行操作，则浏览器上相应的程序执行相应的操作，通过SQL语句，对数据库服务器进行访问[5]，而执行的命令，通过网络传输给DCS系统，由DCS系统对现场自动化设备进行操作，操作的结果再通过网络发布系统传送给客户端的浏览器。

3.3 高层的管理

本层是天然气集输站的管理者、监督者，操作者对集输站进行管理、监控，操作的界面。

由于天然气集输站现场DCS系统采集的各种数据，均通过中层的信息传输系统发布于互联网，所以，在有互联网的任何地方均可以通过互联网监视并访问现场的各种自动化设备，获取其数据。可以专门设计一个人性化的网站，用于显示集输站现场的各种数据，也可以添加控制按钮，对现场的自动化设备进行控制，从而可以随时随地实现对集输站的计算、监控、分析决策、管理的功能

4 结束语

信息技术的发展，以及信息技术与其它产业技术的融合，极大的促进了生产力的发展与变革，也促进了人类的巨大进步。目前，国家正大力推进信息化与工业化的融合，本文仅仅根据这一趋势，就信息化在天然气集输站上的应用做一简单的探讨。

［1］巫细波，杨再高.智慧城市理念与未来城市发展[J].城市发展研究,2010,17（11）：56-60．

［2］杨大海.推进大连智慧城市建设的对策探讨[J].大连干部学刊,2012,28（10）：49-51．

［3］吕继迪,孙明丽,庞娅娟.ASP从入门到精通[M].北京:清华大学出版社,2008．

［4］陈辉,陈梅,王东梅,等. 基于B_S结构的智能家居远程巡警监控系统的设计[J].自动化与仪器仪表,2012(1)：32-35．

［5］王丁. 基于B_S的电力工程管理信息系统的应用[J].电气自动化,2012,19(1)：66-72．

Discussion on Design of Intelligent Gas Gathering and Transportation Station

1，2,11

（1. Qinghai Oilfield Company Oil Pipeline Transportation Department Dawusi Station, Qinghai Geermu 816000，China；2.Qinghai Oilfield Company Bianyuan Oilfield Development Branch, Qinghai Haixizhou 816400，China）

The automation equipments, DCS system, network architecture based on the B_S, were integrated, therefore, the real time data of the automation equipments could be released in the internet. Through the internet, the field automation equipments could be controlled, and remote monitoring could be realized.

Natural gas gathering and transportation station; DCS system; Internet

TP 273+5

A

1671-0460（2014）06-1082-02

2014-01-04

闫建宇（1982-），男，山东肥城人，助理工程师， 2006年毕业于大庆石油学院测控技术与仪器专业，现从事油气储运技术工作。E-mail：395076890@qq.com。

刘改顺（1971-），男，河南郑州人，工程师，1995年毕业于西安石油学院工业电气自动化专业，研究方向：仪器、仪表、自动化、天然气计量。E-mail：66484873@qq.com。