天然氣管道輸送自動化技術運用研究

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摘要：在改革開放之后中國的經(jīng)濟發(fā)展速度日益提高，并開始向著新能源以及清潔能源方向發(fā)展。天然氣現(xiàn)階段已經(jīng)成為了普及度較廣的清潔能源。天然氣自身屬于一種清潔型能源在使用的過程中不會對環(huán)境產(chǎn)生污染，這樣的能源顯然更加適合我國可持續(xù)要發(fā)展的要求。伴隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們的生產(chǎn)生活對于天然氣的需求量也呈現(xiàn)出不斷上升的態(tài)勢。然而在我國天然氣資源的分布十分的不平均，造成了東部地區(qū)天然氣資源欠缺的現(xiàn)狀。針對此種情況，選擇使用管道進行天然氣的運輸就顯得極其的重要，西氣東輸工程在這種背景下應運而生。文章簡單闡述現(xiàn)階段天然氣管道輸送自動化技術應用過程中存在的問題，并以此為基礎進行對策的分析與研究。

關鍵詞：天然氣；管道運輸自動化；自動化控制技術

現(xiàn)階段，我國絕大多數(shù)的天然氣運輸都是通過管道，在這個過程中進行自動化技術的應用能夠?qū)⒐艿肋\輸?shù)墓ぷ餍首畲蠡夷軌蛟谝欢ǔ潭壬辖档瓦\輸?shù)某杀尽＜幢闾烊粴庠谑褂玫臅r候非常的方便快捷，自身也屬于清潔能源，但是在運輸?shù)倪^程中還是具有易燃易爆的特點，針對此種情況，安全成為了天然氣管道運輸中最重要的要求。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術以及大數(shù)據(jù)技術的推廣與應用，我國的各行各也都進行了自動化的升級，自動化技術通過試點應用驗證了自身的可靠性，那么天然氣管道運輸加入自動化技術已經(jīng)成為了一個必然的趨勢，能夠使天然氣運輸更加高效與安全。

1天然氣具體的含義

天然氣是指自然界中自然存在的一切可燃氣體，包括大氣圈、水圈、和巖石圈中各種自然過程形成的氣體(包括油田氣、氣田氣、泥火山氣、煤層氣和生物生成氣等)。而人們長期以來通用的“天然氣”的定義，是從能量角度出發(fā)的狹義定義，是專門特指天然蘊藏于地層中的烴類和非烴類氣體的混合物。在石油地質(zhì)學中，通常指油田氣和氣田氣。其組成以烴類為主，并含有非烴成分的混合氣體。二十世紀之前，世界經(jīng)濟發(fā)展主要的資源為煤炭。伴隨著天然氣的開發(fā)與天然氣運輸技術的發(fā)展，天然氣已經(jīng)成為了人們生產(chǎn)生活過程中極為重要的能源，并且相較于傳統(tǒng)的煤炭能源擁有一種無與倫比的優(yōu)勢，那就是能源燃燒的清潔性。作為一種綠色能源能夠?qū)崿F(xiàn)對環(huán)境污染的最小化，其特性明顯符合我國綠色可持續(xù)發(fā)展的要求，通過天然氣的應用能夠有效地降低人們生產(chǎn)生活中所產(chǎn)生的有害氣體，在很大程度上抑制了溫室氣體的排放，更有利于打造一個綠水青山的未來。

2天然氣管道運輸自動化

通過管道的運輸能夠在很大程度上幫助天然氣資源的均勻分配，不過，因為天然氣自身擁有易燃易爆的危險屬性，所以，在天然氣運輸?shù)倪^程中是容不得一絲馬虎的，必須消除潛在的安全隱患。一旦天然氣運輸管道出現(xiàn)問題，輕則整條管道運輸系統(tǒng)癱瘓，重則附近的居民以及工作人員吸入天然氣，吸入的人員會出現(xiàn)呼吸困難、中毒、缺氧的情況，對附近的居民產(chǎn)生巨大的生命威脅。除此之外，在實際的天然氣管道運輸?shù)倪^程中，自身還具有運輸總量巨大、所跨范圍較廣、運輸口徑較大的屬性。那么在天然氣運輸?shù)倪^程中，如果管道出現(xiàn)了突然性的壓力增大或者是其他突發(fā)狀況，管道極有可能會產(chǎn)生爆炸或者是天然氣氣體泄露的危險，這種情況的出現(xiàn)不僅僅會對公共財產(chǎn)產(chǎn)生巨大的威脅還會影響到附近居民的日常生活。更為重要的是，在天然氣運輸管道鋪設的過程中，施工方需要對管道的質(zhì)量進行嚴格的把控，并且還需要將工人施工的誤差控制在可接受范圍內(nèi)，如果施工工藝或者是管道質(zhì)量出現(xiàn)問題也是極有可能會導致安全事故的出現(xiàn)。通過自動化技術的應用就能夠?qū)崿F(xiàn)對天然氣運輸管道各個部分實時的監(jiān)控，收集運輸過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，并且通過快速的數(shù)據(jù)傳遞能夠?qū)⑼话l(fā)情況的影響控制在最小范圍內(nèi)，甚至是起到預防安全事故的出現(xiàn)，能夠在很大程度上保證附近居民以及工作人員的生命與財產(chǎn)安全，針對此種情況，在天然氣管道運輸?shù)倪^程中進行自動化技術的應用就顯得十分有必要。

3我國的天然氣管道運輸自動化技術

我國絕大多數(shù)的天然氣運輸管道都架設或埋設在陸地上，除了陸地運輸之外還有長距離的海洋運輸?shù)取嶋H的管道運輸?shù)氖┕み^程是一種對資金和技術都較高的工程，在前期生產(chǎn)與運輸中需要投入大量的資本，顯然并不符合我國的國情。我國的天然氣主要集中在西部，所以西氣東輸成為了一項世紀性工程，也成為了我國天然氣運輸?shù)闹饕绞健Ｎ鳉鈻|輸工程可以說是匯集了我國全部先進的管道運輸技術，但是與國外的管道運輸技術相比，在自動化技術的應用上與國外還是有著一定的差距。我國天然氣管道在建設設計的時候都是通過穩(wěn)定流動的方式來進行計算，但是該種設計方式存在著明顯的短板，就是管道運輸實際的數(shù)據(jù)與設計的參數(shù)上有著一定的出入。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和技術的進步，我國天然氣管道運輸?shù)募夹g水平有了很大的發(fā)展，與世界先進水平的距離迅速縮小。我國在天然氣管道仿真技術上的研究有著突破性的進展，通過管道運輸仿真技術的應用能夠真實的模擬出天然氣管道長運輸和配管網(wǎng)的動靜態(tài)仿真。除此之外，通過實時監(jiān)控技術以及數(shù)據(jù)采集技術的應用，我國就可以實現(xiàn)天然氣管道輸送的自動化，我國在自動化技術的發(fā)展中還應用了衛(wèi)星遙感技術，這樣能夠?qū)μ烊粴膺\輸過程中可能會產(chǎn)生的安全事故因素進行監(jiān)控，在天然氣管道附近出現(xiàn)異常情況的時候能夠做到及時的匯報，最大程度上避免安全事故的產(chǎn)生。并且還能夠通過自動化技術的應用快速的處理天然氣管道運輸過程中出現(xiàn)的小問題，從而減少人工成本的應用。我國的天然氣運輸會遇到非常多的問題，主要是我國天然氣管道架設所跨越的地形變化較多，這將會給天然氣管道的運輸以及架設帶來非常多的困難，依然有很多城市可能會出現(xiàn)天然氣供需不等的現(xiàn)象，這在一定程度上制約我國的經(jīng)濟發(fā)展。

4國外的天然氣管道運輸自動化技術

二十世紀六十年代國外就進行了天然氣管道運輸自動化技術的研究，并且經(jīng)過了50多年的發(fā)展與完善，很多發(fā)達國家已經(jīng)建立起一套完整的天然氣管道運輸自動化技術的體系，所以，國外發(fā)達國家的自動化技術的應用基本上已經(jīng)成熟。在進入二十一世紀之后，有非常多具有先進水平的國外公司進行了干線輸氣管道以及管網(wǎng)優(yōu)化運行軟件技術方面的研究，并且以上者兩種技術逐漸在運輸干線上得以實現(xiàn)與應用。

5我國天然氣管道運輸自動化技術提高的具體措施

5.1結(jié)合智能軟件。進行智能化軟件的應用能夠在一定程度上提升運輸管道的自動化程度，通過對所收集到的信息進行研究與分析，能夠快速的找到管道運輸中的安全隱患，從而進一步提升天然氣管道運輸?shù)陌踩裕啾炔⑶易詣踊夹g的應用相對于人工的應用擁有高效化、快速化的特點，并且能夠減少人工成本的投入，更為重要的是，自動化技術的應用能夠更好地保護工人的生命安全。舉例來說：通過管道模擬仿真軟件的應用能夠?qū)崿F(xiàn)對管道實時監(jiān)控，從而進行管道運輸狀態(tài)以及天然氣運輸數(shù)據(jù)的收集，通過數(shù)據(jù)的分析來找到問題所在，能夠進一步減少人工參與的危險性。5.2結(jié)合數(shù)據(jù)采集和實時監(jiān)控技術。通過數(shù)據(jù)采集以及實時監(jiān)控技術的應用，能夠?qū)崿F(xiàn)對天然氣運輸狀態(tài)的檢測，并且實現(xiàn)對天然氣的自動調(diào)度，自動化的應用能夠在最大程度上促進調(diào)度精準度的提升。實時監(jiān)控最重要的作用就是記錄、收集并且上傳天然氣運輸過程中所產(chǎn)生的參數(shù)，通過計算的分析與計算從而消除可能出現(xiàn)的安全隱患，通過對安全事故的預防，能夠在很大程度上提升天然氣運輸管道的安全性。更為重要的是，可以建立一個實時監(jiān)控中心，對天然氣運輸過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行第一時間的采集，從而確保天然氣管道運輸?shù)某掷m(xù)性。現(xiàn)階段，我國已經(jīng)在天然氣運輸管道架設的過程中進行了數(shù)據(jù)采集以及實時監(jiān)控技術的應用，在一定程度上促進了天然氣運輸管道的自動化水平。5.3優(yōu)化天然氣輸送管道和輸送干線。進一步提升天然氣運輸管道自動化的水平，除了必要的軟件支持之外還需要對所設計到自動化的硬件設施進行假設與完善，能夠?qū)⒆詣踊瘧玫馁|(zhì)量以及效率最大化，智能化技術、數(shù)據(jù)采集以及實時監(jiān)控技術的應用都屬于軟件支持。但是天然氣管道高質(zhì)量的運輸還是在于硬件本身，高質(zhì)量運輸管道的假設能夠為高效率的天然氣運輸提供良好的條件。舉例來說：在實際的天然氣管道建設的過程中可以將涂層添加到天然氣運輸管道內(nèi)側(cè)，能夠進一步提升管道運輸天然氣的體積能力。除此之外，對天然氣管道進行優(yōu)化建合理。科學設計干線也是十分重要的一項內(nèi)容，現(xiàn)階段時間范圍內(nèi)自動化水平最高的天然氣管道地區(qū)為歐洲，自身的管道密度也非常高。不僅能夠?qū)崿F(xiàn)國內(nèi)地區(qū)的連接，還在海底進行了管道的鋪設，能夠?qū)崿F(xiàn)與國際上其他地區(qū)的連接。針對此種情況，還是需要對天然氣管道的運輸干線進行設計與架設上的優(yōu)化，保證其能夠為自動化技術的應用提供良好的硬件基礎，進一步提升自動化技術的效率與質(zhì)量。5.4增加對于此項技術的資金投入。在自動化系統(tǒng)運行的過程中產(chǎn)生故障是一個無法回避的問題，這就要求技術人員定期進行檢查與維護，以此來保證自動化技術并沒有漏洞的出現(xiàn)，那么這個過程中同樣需要大量資金的投入。

6結(jié)語

根據(jù)上文的論述，我國現(xiàn)在已經(jīng)認識到綠色可持續(xù)發(fā)展的重要性，天然氣已經(jīng)在很大程度上替代傳統(tǒng)能源成為了人們生產(chǎn)生活重要能源。通過自動化技術的應用能夠進一步提升天然氣管道運輸?shù)男逝c質(zhì)量，從技術層面解決我國天然氣資源分配不均勻的狀況，還能夠極大地壓縮運輸過程中的成本投入，天然氣管道運輸自動化將是我國管道運輸未來的發(fā)展方向。

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作者:柳元華 單位:蘭成渝輸油分公司