天然气长输管道无人站及区域化管理模式

张世梅，张永兴

1中国石油管道局工程有限公司设计分公司，河北 廊坊2中国石油管道局工程有限公司国际事业部，河北 廊坊

1.国内外发展现状

1.1.国外情况

Enbridge公司是北美地区一家专营石油、天然气管道输送的公司，有50多年的经营历史，在北美地区(加拿大与美国)管理的油气管道有80000 多公里，其它地区(西班牙与哥伦比亚)有4000 多公里。Enbridge公司对管道实行统一集中调控，天然气管道的调控中心设在美国休斯顿市，该中心设有调度长和技术总监，分5个班实行4班2 倒、1班休假的值班方式。所有站场实现了区域化管理、无人值守。

KERN RIVER (科恩河)公司是中美能源控股公司的子公司，调控中心设在犹他州首府盐湖城的公司总部，管理约2688公里的输气管道。其管道运行实现了完全中控，全线启停输、流程切换、压缩机组启停、分输流量控制等各项操作均由程序控制完成，正常情况下不需要调控中心调度人工干预(值班调度只需关注运行过程中的例外事项)。公司大部分技术支持和管线、设备维护业务采取外委的方式。11个压气站由专业人员定期巡检，进行日常维护，全部为无人值守站，实现了区域化管理[1]。

ALLIANCE (阿莱恩斯)输气管道是一条长距离高压富气输送管道，起至加拿大西部哥伦比亚省的产气区，终至美国东北部芝加哥附近，管道全长2988公里，全线共设置压气站14座、计量站36座、线路截断阀室90 座。调控中心设在卡尔加里市(共设7名调度员，24小时值班)，可以实现对干线压气站、干线计量站、远控线路截断阀室、液化处理场、支线压气站的监视和控制。另外还设有备用控制中心1座。控制系统主要由电子流量计量管理系统、实时监控系统、天然气管理系统组成。调控中心能完全了解管道主要设备的状况，如压缩机、流量计等。压气站的日常维护和管理由区域管理人员进行，仅白天进行定期巡查，夜间不值守。

上述国外油气管道全线由调控中心监控，站场日常维护和管理由区域管理人员进行，站场无值守人员。采用集中调控管理，自动化水平高，管道公司配置的机构及人员比较精简，人员素质高。广泛运用高科技手段，加强管道安全监控。由于劳动力价格较高，管道巡线工数量较少，一般采用无人机巡线、直升机巡线、卫星扫描等。

1.2.国内情况

自1959年国内建成新疆克拉玛依–独山子输油管道以来，油气管道建设已经经历了近60 年的发展历程。随着国内社会经济发展，管道设计标准逐步提高，近年来新建管道在设计和配置上比较先进，主要设备和系统已接近或达到国际先进水平。为进一步优化管理模式，国内中石油下属的几大油气运行企业(如西部管道公司、北京管道公司、西南管道公司、管道公司、西气东输公司等)均在全面探索无人站及区域化管理模式，旨在提高管道运行效率，践行优化运行、以人为本的核心理念，并通过技术改进和运维制度调整，来保证管道在“区域化管理”运行模式下的运行安全[2]。

2009年西部管道公司开始推进区域化管理，实施了作业区模式下的集中监视，到2011年进行了作业区划分，共24 个作业区，已基本实现区域化管理。

北京管道公司自1997年开始探索无人站运行管理模式，但为了运行管理方便，在前期均考虑有人值守。2000 年以后，该公司对站场做了大量逻辑升级改造工作。2007年以来，逐步取消分输站住人，员工住宿和生活均依托社会。陕京线管道系统干线阀室分输用户项目将阀室扩建为无人站，新增过滤计量及限流设备，新增撬装化机柜间，站场所有数据上传调控中心，进行远程监视和控制。该公司2014年开始研究区域化管理相关工作。

西南管道公司正在开展“区域化管理”建设前期的设计工作。目前该公司管辖的管道自控系统设计全部达到了“有人值守、无人操作、由调控中心统一控制”的水平，基本满足区域化管理要求，但由于建设时间及设计理念的不同，站场自动控制逻辑不统一，实际运行中还有部分操作需要站场值守人员完成。

管道公司目前全面推进站场“区域化管理”建设。已有9个分公司完成了区域化改造。

西气东输公司开展了一系列的区域化配套适应性改造。目前已完成泰州等25个站场的逻辑升级改造，后续100个站场改造正在设计中，改造后的站场自动控制水平得到进一步提升，为将来“无人站”的实施提供了必要的技术基础。

2.传统运营模式和区域化管理模式对比

传统运营模式中，站场值班人员负责生产运行，管道巡检由运营维抢修人员集中巡检，管道的设备设施维修则由新建或就近依托其他管线的维修队负责，即实行“运检分离”模式。该模式会导致站场值班人员操作能力单一、设备设施维抢修保障时效性差。

区域化管理模式则改变“运检分离”模式，根据站场、管道的地理位置，按照邻近分区划分和统一管理的原则划定若干区域，对区域内几个站场的值守人员进行优化，集中至一处，对所辖管理范围内的所有站场、管道、阀室实施集中管理。

上述2 种模式的具体对比见表1。

Table1.The comparison between thetraditional manned station mode and the regional management mode表1.传统运营模式和区域化管理模式对比表

无人站日常生产管理指挥分为2个层级：调控中心和作业区。调控中心作为生产监控指挥的中心枢纽，负责日常生产监控、生产流程切换操作、工艺调整、故障或应急状况下生产指挥，下达调度令并监督执行。作业区不负责生产监控和日常工艺操作，只负责故障或应急状况下、调控操作失效状况下的生产操作，作为生产执行单元，接受调控中心的直接指挥。

3.案例分析

某天然气长输管道工程设计输气能力为66×108m3/a，线路长约400km，沿线共设置19座阀室、9座站场，包括6 座分输站、2座清管站、1座末站，其中1座分输站是在已建有人值守站的基础上进行扩建，其余站场均为无人值守站设计。

3.1.传统运营模式和区域化管理模式设计方案对比

区域化管理将实现“有人值守、无人操作、远程监控、区域管理”，取消站场值班人员的同时，需提高调控中心对各输气站、阀室的工艺、仪表、通信、电力、阴保、暖通等系统的感知能力，从而实现对输气站和阀室的集中控制。具体变化如下：

3.1.1.建筑、总图

无人站及区域化管理模式将取消站场值班人员，仅设置门卫看护，负责站场安保巡护、声光报警处理及异常情况汇报，进行站场的定期集中巡检。将取消传统站场综合值班室内的控制、办公、会议、活动、住宿、食堂、餐厅等功能房间，仅设置综合设备间放置机柜、不间断电源(UPS)等设备。

采用区域化管理模式将大大减少征地面积和房屋建设面积，从而降低投资。

3.1.2.工艺及其他主要设备

采用无人站及区域化管理模式后，工艺及其他主要设备(如该工程采用的真空加热炉)须通过控制系统远程控制，实现远控启停。该部分控制数据必须实现远程控制和数据检测，具备远程/就地两种控制模式，相关数据上传至调控中心。该部分投资相应增加。

3.1.3.仪表与控制

无人站及区域化管理模式下，调控中心针对无人站需要具备数据采集及报警分级、计量设备远程诊断的功能。

报警进行分级分类管理可以提高调度人员的效率，减少误操作。但需完善站场报警通知系统(声光报警器、警笛、语音系统等)。

传统站场，与下游用户计量交接是在站场人工面对面完成的。无人站则应实现电子计量交接，提高运营管理效率。

采用区域化管理模式将增加集中监视系统1套、计量系统远程诊断1套、电子计量交接开发1套，投资需要相应增加。

3.1.4.供配电工程

采用无人站及区域化管理模式，站场人员配置减少，故站内生活部分、人员办公部分等相关用电负荷相应减少，从而降低站内变压器、发电机等设备容量。

采用区域化管理模式将减少供配电设施，从而降低投资。

3.1.5.通信

采用无人站及区域化管理模式后，站内将不再设置控制室，将取消控制室1套半球摄像机，同时增强机柜间的监视能力，机柜间内分别设置2套半球摄像机。无人值守取消综合值班室后，综合值班室内的办公网络、会议电视系统都将取消。

采用区域化管理模式将减少通信投资。

3.1.6.给排水

采用无人站及区域化管理模式后，站内将取消传统模式下综合值班室内的给水、净水、排水系统。仅在门卫内设置卫生间，水源可依托站场周边给水管网，水源经计量后向卫生间供水。生活污水排入化粪池预处理后，定期外运处理。

采用区域化管理模式将减少给排水投资。

3.1.7.作业区

采用无人站及区域化管理模式，作业区与各站场/阀室分离建设，选择靠近管辖范围中间的位置，交通及依托便利。作业区划分应统筹考虑管道沿线所经过的市级及县级行政区域。管道沿线途径区域隶属于同一市级或者县级行政区域，由同一作业区管理。

该工程作业区负责半径50km 之内、车程1h 内的无人站、阀室和线路的巡检和日常维护。暂设3个作业区。作业区对管辖站场和阀室的设备设施进行定期集中巡检和维护保养，集中巡检频次每周不少于2次(可根据实际情况调整)。作业区配备管道维护维修设备，设置工作人员日常生活、工作设施及工具存放场所。作业区执行倒班制度，组建3个站场运维班，负责站场及阀室巡检、维保及常规维修；组建4个巡线班，负责线路管道巡视、管道安全宣传等。作业区主要职责见图1。

Figure1.The diagram of main responsibilityof the operating area 图1.作业区主要职责图

3.2.传统运营模式和区域化管理模式投资对比

该工程采用无人站及区域化管理模式后，工程费用(含增值税)共减少1633.30万元，征地费用减少891.00万元，总投资共减少2524.30万元，详见表2。同时，采用无人站管理模式后，人员配置可减少47人，每年节省人员费用752万元。

Table2.The investment reduction for the regionalmanagement mode 表2.区域化管理模式投资减少分析表

4.结语

采用区域化管理模式后，运行单位需对运行管理制度进行调整和重塑，取消站场盯屏人员，充实维抢修人员，提高一线人员综合能力，提高巡检效率、提升设备维护能力。与常规有人值守站场相比，区域化管理模式能提高自动巡检的广度、深度和强度，能更好地提高站场的安全水平，同时能有效地减少人员在危险区域(输气站场)的停留时间和活动人数，体现以人为本的管理理念；能减少办公和生活相关的建筑和设施，同时有效减少站场辅助人员和运行人员数量，在一定程度上减少投资和运行成本[3]。

随着自动化控制、通讯技术及工艺设计、设备可靠性的提高，中国各大油气运行企业控制优化经营成本的需求，天然气长输管道无人站及区域化管理模式将成为未来主流趋势。