天然气管道输送自动化与控制技术研究

陈周要，周祖良，罗锐敏

(国家油气官网集团西南油气管道有限责任公司，云南 昆明 650217)

0 引言

天然气作为一种极为重要的清洁能源，在社会生产和生活中有广阔应用和市场前景。近年来我国加大对大气环境的保护力度，大力推进清洁能源替代战略。在相关技术和政策大力支持下，逐渐代替了煤气。在烹饪时，其操作更为简单、经济、环保、效益高，并且安全性特征较为明显，已经成为了这种能源在短时间之内得以迅速发展和应用的重要原因。另外，在工业方面，天然气也拥有不可或缺的重要作用。比如：将其应用到供暖、代替原有燃煤发电等。在今后工作中，利用天然气对相关发电装置进行改造和升级，能够减少不必要的时间成本消耗。

1 天然气管道运输分析

天然气的管道输送主要包括由气源产地或接收进口气源的母港，至用户集中地的运送管线及附属装置。从广义角度而言，天然气运输涉及到最初的天然气资源开发到过程运输，以及到最后用户的使用。在相关工作人员大力研究和技术支持之下，我国天然气资源已经得到了大范围开发和应用。在资源开拓方面，除了加大对国内天然气资源的勘探和开发力度，推进实施西气东送战略，加大和拓宽天然气供应和服务的城乡区域，还在国际上加大与周边国家的合作，通过管道或海运增加海外天然气的供给。在国内基本上实现了供需平衡。

从天然气资源在我国分布特点来看，约有三分之二天然气资源都分布在塔里木产区、鄂尔多斯产区、川渝产区和海域产区中。东南沿海地区因其经济起步较早，人口相对较为密集。从其影响来看，导致天然气从其开采到应用还有很长一段距离。在我国相关战略影响下，西气东输、川气东输等名词已经在社会层面广泛传播，并且成为了耳熟能详的关键词。其中，在塔里木产区中，便是通过西气东输方式，将南疆轮台地区天然气资源输送到我国经济大都市—上海。在鄂尔多斯产区中，多是会将天然气资源输送到背景、天津、河北等北方城市中。在川渝产区中，存在着一个巨大油田，其年产量已经达到了100亿立方米。分布在四川省达州市，被称之为“普光气田”。作为“川气东输”工程的一个重要资源产出地，在此过程中发挥了巨大作用。

在经过多年研究之后，发现在东海和南海等海域中，也存在着海洋天然气产区。该产区的天然气产量，能够有效满足沿海地区天然气需求。2019年2月25日，中国海洋石油集团有限公司宣布，在我国的渤海油田渤中19-6凝析气田探明天然气储量超千亿立方米。渤中19-6气田是渤海湾盆地有史以来最大天然气田，它的成功发现打开了富油型盆地天然气勘探的新局面，落实了新的油气富集区带。这对我国的发展和人民生活再添新鲜和宝贵的天然气资源，特别是对未来的京津冀地区天然气提供了充足的后背气源资源，无疑是一个巨大的喜讯[1]！

在进口天然气方面，主要可以分为东南西北四大通道。就当前发展形势来看，西路中的中亚天然气管道是其中一条极为重要的通道。在西路气量输送工作中，已经达到了总量85%左右。另外占比较大的便是乌兹别克斯坦和哈萨克斯坦，基本上能够占到总量一半左右。在中亚地区天然气管道建设方面，已经开拓了三条重要路径，并且A线B线、C线都已经投入到了运营过程中。在今后工作中，若想进一步提升天然气管道输送质量和安全性，便需要充分发挥自动化技术的积极作用。这不仅影响着我国天然气输送工作的顺利开展，对于我国经济发展质量提升和国际地位的提升也产生了重大影响。

2 天然气管道运输自动化分析

在经济快速发展的过程中，人民对天然气资源的需求量呈现出了直线上升的趋势。就现阶段运输形式来看，已经建立了较为完善的运输系统，能够缓解之前所面临的天然气供应不足问题。但是从天然气本身特点来看，其易泄露性特征较为明显，在和空气接触之后，很容易出现爆炸问题。为此，在开展管道运输工作中，其复杂性、呈现程度较高。如何借助到技术性优势，促进管道运输工作安全开展也成为了工作人员需要重点考虑的问题。将自动化技术应用到过程中来，能够在一定程度上避免各种危险事故的发生。对于工作人员来讲，也为其生命安全提供了充足保障。在自动化系统应用过程中，还包括了一套较为健全的自检系统。将其应用到此过程中来，减少了不必要人力成本的消耗问题[2]。

上述所提到的优势仅是天然气管道运输自动化所产生的一方面效益。在信息化技术不断发展过程中，运输管道的规划工作需要从传统过多依靠人力计算这种方式中摆脱出来。这种计算方式效率较低，并且错误成都较高。因此，在技术支撑下，大数据技术、云计算技术、智能制造技术已经在社会层面得到了深度应用。将其应用到天然气管道运输工作中，也能够产生积极作用。比如：在中国石油大学研发团队中，便针对现阶段具体工作形式，研发出了一种对天然气管道动态进行仿真模拟的软件。在该软件应用时，多是被利用到管道铺设和建设规划工作中。如果在管道建设和铺设工作中，出现了线路过多不知如何正确选择的情况，可以利用该软件，对管道优势进行分析，从而快速选出针对性强、经济效益高的管道。同时，将其和数据采集系统、监视控制系统等技术进行有效融合。对于工作人员来讲，其能够实现对管道实时监控的目的。如果在天然气运输工作中出现了任何不合理问题，都能够及时发现、及时解决，以此来提升天然气管道运输的自动化管理。在开展管道铺设工作中，还可以有效融合GPS技术经济作用。对其铺设位置进行精准定位，减少其中所出现的误差问题，提升铺设工程安全性和可靠性。

3 自动化控制技术相关内容分析

在开展天然气管道运输工作中，利用最为广泛的自动化管理系统便是SCA-DA系统。将其应用到具体工作中，能够针对整个输送线路进行宏观调控、及时管理，从而进一步提升了输送过程的自动化和安全性特征。另外，该系统可以对天然气输送状态进行及时监管。对于工作人员来讲，便可以在一定程度上有效减少其工作量，减轻工作负担。针对在传统工作中所出现的危险问题，也可以进行针对性解决[3]。该系统精确程度较高，对于工作精确性的提升也产生了积极作用。在此基础之上，对其数据收集和处理系统进行不断优化和调整，让工作人员能够对整个天然气运输工作进行有效把控，推进运输工作顺利开展。另外，针对设备老化、零部件损坏的问题，还需要进行及时调整。如果发现该系统中出现了任何问题，应该对其进行定期维修和处理。工作人员应该在确保自身安全条件下，推进维修工作顺利开展。

4 自动化控制技术发展方向分析

就我国技术发展特点来看，相比较于其他西方发达国家，起步较晚。在技术方面，还表现为不成熟特征。在今后工作中，相关工作人员可以对相关性技术进行有效融合，不断提升自动化技术发展质量。比如：可以将GPS、GIS和SCA-DA技术进行有效融合。从其影响来看，这能够在原有基础之上，对信息采集系统进行优化。针对其中所出现的信息处理效率较低、错误性频发的问题及时解决，确保运输工作安全开展[4]。如果在运输工作中出现了任何问题，还需要将相关数据进行有效记录，为后期工作提供保障。另外，针对管道优化设计、工程投资方面所出现的问题，还可以进行调整和优化。将自动化技术应用到此过程中了，能够减少不必要成本消耗，从而获得更大经济效益。我国国土面积较大，在西气东输工程中，其横跨地区面积较广，便需要充分考虑到成本消耗所产生的影响。针对该方面内容，便可以针对国外一些运输系统和管道运输方式进行重点学习。借助到系统性、科学性运输管理制度的方式，推动天然气运输工作顺利开展。虽然已经有众多学者和技术人员在软件开发和硬件系统优化方面进行了调整，但其中仍然会存在着许多较为突出的问题。如果能够借助到管理体制优化的方式，也能够进一步提升天然气运输工作效率。对于技术人员来讲，这便为他们创造了更多时间、空间开展技术研发工作。针对资金不足的问题，国家和政府层面，需要不断加大政策扶持，让更多技术人员投入到研发工作中。同时，还需要借助到多种激励政策的经济作用，为技术人员研发工作提供资金支持[5]。

5 结语

综上所述，在社会快速发展过程中，天然气资源消耗和利用已经吸引了各行各业人民广泛关注。在今后工作中，相关从业人员需要不断技术研究力度。充分借助到自动化控制技术积极作用，对其进行合理化应用，不断提升天然气管道运输稳定性和安全性。对于工作人员来讲，也能够为其生命安全提供充足保障。