賈立東　尤小東　張玉蛟　王輝　唐巖

1中國石油天然氣股份有限公司管道分公司生產(chǎn)處2中國石油天然氣股份有限公司管道分公司長慶輸油氣分公司3青海油田采油二廠　4中國石油天然氣股份有限公司管道分公司加格達(dá)奇輸油氣分公司

油氣管道儀表自控系統(tǒng)的全生命周期管理

賈立東1尤小東2張玉蛟1王輝3唐巖4

1中國石油天然氣股份有限公司管道分公司生產(chǎn)處2中國石油天然氣股份有限公司管道分公司長慶輸油氣分公司3青海油田采油二廠4中國石油天然氣股份有限公司管道分公司加格達(dá)奇輸油氣分公司

當(dāng)前SCADA系統(tǒng)已在長輸油氣管道獲得廣泛的應(yīng)用，中國石油集團(tuán)公司運(yùn)行的長輸管道基本都納入了北京油氣調(diào)控中心集中控制，充分體現(xiàn)了自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢。隨著管道自動(dòng)化程度的不斷提高，管道建設(shè)密度不斷加大，如何在設(shè)計(jì)、建設(shè)施工、運(yùn)行管理等方面把好質(zhì)量關(guān)，保證管道建成后正常運(yùn)行成為自動(dòng)化管理的主要目標(biāo)。根據(jù)目前的管理經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)做好油氣管道自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)管理、工程建設(shè)管理、運(yùn)行管理三方面工作。

油氣管道；自動(dòng)化系統(tǒng)；EPC建設(shè)模式；管理；檢測

隨著長輸油氣管道的建設(shè)和發(fā)展，國內(nèi)油氣輸送骨干網(wǎng)已基本形成，部分地區(qū)的聯(lián)絡(luò)管線已比較完善[1]。當(dāng)前SCADA系統(tǒng)已在長輸油氣管道獲得廣泛的應(yīng)用，中國石油集團(tuán)公司運(yùn)行的長輸管道基本都納入了北京油氣調(diào)控中心集中控制，充分體現(xiàn)了自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢[2-3]。如何在油氣管道EPC建設(shè)模式下做好自動(dòng)化系統(tǒng)的管理、確保管道的平穩(wěn)高效運(yùn)行，是油氣管道自動(dòng)化管理的重點(diǎn)。根據(jù)目前的管理經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)做好油氣管道自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)管理、工程建設(shè)管理、運(yùn)行管理三方面工作。

1　自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)管理

在油氣管道EPC建設(shè)模式下，項(xiàng)目建設(shè)單位按照合同約定對工程建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、采購、施工、試運(yùn)行等實(shí)行全過程或若干階段的承包[4]。通常在總價(jià)合同確定的前提下，對所承包工程的質(zhì)量、安全、費(fèi)用和進(jìn)度負(fù)責(zé)。因此，在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，管道運(yùn)行單位都應(yīng)該參與管道的自動(dòng)化系統(tǒng)相關(guān)方案的確定[5]。

在可行性研究階段，運(yùn)行單位要根據(jù)管道預(yù)期運(yùn)行的方式、輸量、設(shè)備選型、資金投入等情況，對可研方案進(jìn)行評審，構(gòu)造出自動(dòng)化系統(tǒng)的層級、管道控制的數(shù)據(jù)流向以及控制級別。在確定控制層級和方式的基礎(chǔ)上，對通信質(zhì)量提出要求。

在初步設(shè)計(jì)階段，運(yùn)行單位根據(jù)確定的工藝方案及流程，提出配套的控制要求。對基于等壓頭設(shè)計(jì)的管道，應(yīng)在管道水力分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行各站場不同等級壓力保護(hù)定值的確定，完善進(jìn)站、出站壓力保護(hù)的執(zhí)行內(nèi)容，核實(shí)分輸管道、注入管道的配套控制原則。對基于事件預(yù)控設(shè)計(jì)的管道，應(yīng)確定水擊超前保護(hù)實(shí)現(xiàn)的方式、水擊保護(hù)通信方式及要求、泄壓系統(tǒng)的定值。在此階段需要對操作原理進(jìn)行詳細(xì)審查，確定輸油泵、壓縮機(jī)、調(diào)節(jié)閥、變頻器等主要設(shè)備的控制方式和控制邏輯，以及計(jì)量回路、過濾器回路、調(diào)壓回路等自動(dòng)切換和保護(hù)的邏輯，對各站場的數(shù)據(jù)流向及傳輸內(nèi)容進(jìn)行完善。

在采購階段，運(yùn)行單位需要根據(jù)管理和控制要求，對要采購的各類儀表（變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液位計(jì)、流量計(jì)等）、SCADA系統(tǒng)、站控系統(tǒng)、泄漏監(jiān)測系統(tǒng)等技術(shù)規(guī)格書和數(shù)據(jù)單進(jìn)行審核，提出詳細(xì)的技術(shù)要求和技術(shù)指標(biāo)，以避免采購的設(shè)備不滿足控制要求。

在施工圖階段，運(yùn)行單位應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際的情況（如征地、供電、建筑空間、已有設(shè)備及管道敷設(shè)情況等）對控制室的設(shè)置、機(jī)柜間的預(yù)留、電纜走向等進(jìn)行逐一核對。

2　自動(dòng)化系統(tǒng)工程建設(shè)管理

2.1制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)施工

制定控制機(jī)柜集成及安裝標(biāo)準(zhǔn)、竣工驗(yàn)收及測試標(biāo)準(zhǔn)，分別對現(xiàn)場布線、機(jī)柜集成、功能測試、現(xiàn)場調(diào)試等方面進(jìn)行規(guī)范，在遵守國標(biāo)和行標(biāo)的基礎(chǔ)上，把企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中更加嚴(yán)格和細(xì)致的規(guī)定用于工程項(xiàng)目管理。

2.2采用自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)監(jiān)理制度監(jiān)管施工過程

任何管道工程的驗(yàn)收、調(diào)試、運(yùn)行檢測中，所看到的都是自動(dòng)化程序?qū)崿F(xiàn)的功能，都是顯而易見的設(shè)備動(dòng)作和控制。而其真正的核心內(nèi)容，比如內(nèi)部的控制程序、邏輯的合理性、程序的規(guī)范性、程序漏洞等都無法驗(yàn)證。自動(dòng)化系統(tǒng)工程在整個(gè)管道工程中就是“黑匣子”工程，是徹底的“隱蔽工程”。在工程建設(shè)和移交過程中，始終沒有涉及對其內(nèi)核的驗(yàn)證。自動(dòng)化系統(tǒng)的內(nèi)核對于管道生產(chǎn)來說非常重要，程序編制質(zhì)量的高低決定了管道控制的安全性、可靠性和有效性。

由于專業(yè)性和技術(shù)性太強(qiáng)，需要派自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)人員到工程現(xiàn)場，制定技術(shù)監(jiān)理方案。在工廠集成、實(shí)驗(yàn)室編程、控制機(jī)柜集成、工廠測試與驗(yàn)收、現(xiàn)場調(diào)試與驗(yàn)收、交接測試與驗(yàn)收多個(gè)階段進(jìn)行技術(shù)把關(guān)；對控制程序進(jìn)行規(guī)范、指導(dǎo)和測試，對機(jī)柜集成存在的問題進(jìn)行監(jiān)督整改；對實(shí)驗(yàn)室測試和現(xiàn)場測試方案進(jìn)行審查；對調(diào)試存在的問題進(jìn)行跟蹤；對交接驗(yàn)收進(jìn)行驗(yàn)證，對交接資料進(jìn)行規(guī)范；監(jiān)督系統(tǒng)集成商按照工程計(jì)劃進(jìn)度完成相應(yīng)的工作任務(wù)。

技術(shù)監(jiān)理工作作為一個(gè)開創(chuàng)性的模式參與到管道建設(shè)中，在管道建設(shè)期間能將自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件和控制程序規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，對保證工期具有極大的促進(jìn)作用。

2.3PLC程序模塊化編程

過去的項(xiàng)目PLC控制程序由不同的系統(tǒng)集成商完成，所編的PLC控制程序方法不一，對運(yùn)行維護(hù)人員讀程序、改程序造成了嚴(yán)重的影響，為此對自動(dòng)化工程提出了模塊化編程的要求。要求各集成商在PLC程序編制過程中對同一類設(shè)備（如閥門、輸油泵、調(diào)節(jié)閥等）的控制編制標(biāo)準(zhǔn)子程序，其他設(shè)備使用時(shí)直接調(diào)用，同時(shí)對于程序及數(shù)據(jù)點(diǎn)的命名，數(shù)據(jù)點(diǎn)的類型、注釋等提出了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。這樣既簡化了程序編制過程，減少了多余的程序代碼，使程序的結(jié)構(gòu)更加清晰，又提高了程序的可讀性和標(biāo)準(zhǔn)化程度，便于日后的運(yùn)行和維護(hù)。

2.4嚴(yán)格要求自動(dòng)化工程的竣工驗(yàn)收和資料移交

為了解決管道投產(chǎn)運(yùn)行后長期缺乏維護(hù)資料的問題，制定了竣工資料驗(yàn)收及交接的制度，在投產(chǎn)運(yùn)行權(quán)移交后逐步對自動(dòng)化系統(tǒng)工程的功能進(jìn)行測試驗(yàn)收，收集最終的系統(tǒng)資料，以便于開展正常的運(yùn)行維護(hù)。將自動(dòng)化系統(tǒng)工程的驗(yàn)收分為工廠驗(yàn)收、現(xiàn)場驗(yàn)收、交接驗(yàn)收和竣工驗(yàn)收共四個(gè)階段，在每個(gè)階段對相應(yīng)的工程量進(jìn)行驗(yàn)收，對相應(yīng)的問題整改情況進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)移交相應(yīng)的工程資料。自動(dòng)化系統(tǒng)工程的竣工驗(yàn)收早于整個(gè)管道項(xiàng)目的竣工驗(yàn)收，其時(shí)間確定在管道正常投產(chǎn)運(yùn)行72h后的一個(gè)月內(nèi)進(jìn)行。

3　自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行管理

3.1定期維護(hù)和年度測試

管道在正常投運(yùn)后，自動(dòng)化系統(tǒng)的主要工作是日常保養(yǎng)、測試和故障處理。運(yùn)行的管道自動(dòng)化系統(tǒng)維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)分為日常維護(hù)、1個(gè)月維護(hù)、6個(gè)月維護(hù)、12個(gè)月維護(hù)。其中日常維護(hù)由輸油氣站運(yùn)行人員開展；1個(gè)月維護(hù)由站場所屬分公司的維（搶）修隊(duì)進(jìn)行維護(hù)；6個(gè)月和12個(gè)月維護(hù)由所屬分公司的生產(chǎn)科組織分公司的維護(hù)力量開展。每3年對站場控制功能測試一次，每年對RTU閥室進(jìn)行一次遠(yuǎn)程開關(guān)測試。每年的檢測與控制中心的聯(lián)合測試同步進(jìn)行，并對現(xiàn)場儀表進(jìn)行校準(zhǔn)和檢定，以保證采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3.2定期檢測與評估

為確保自動(dòng)化系統(tǒng)安全運(yùn)行，每3～5年對運(yùn)行管道的自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行一次檢測，評估其完好性、完整性、符合性、功能性等，對存在的問題提出建議，并將檢測評價(jià)結(jié)果和建議作為下年投資的依據(jù)，從而能徹底地對存的問題進(jìn)行問題整改。對于新建管道，在投產(chǎn)后次年進(jìn)行檢測，以確認(rèn)建設(shè)工程的質(zhì)量，并將檢測發(fā)現(xiàn)的問題提交建設(shè)單位進(jìn)行整改。

4　結(jié)語

針對管道自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)管理、工程建設(shè)管理、運(yùn)行管理三個(gè)方面存在的不足展開深入分析并制定對策，至今已取得了多項(xiàng)成果，避免了很多因施工質(zhì)量問題的重復(fù)投資。但在EPC建設(shè)模式下，應(yīng)通過積極的溝通，使運(yùn)行單位和建設(shè)單位能夠在建設(shè)期間建立有效的協(xié)調(diào)機(jī)制，確保運(yùn)行單位的深入?yún)⑴c并保障工程的預(yù)期進(jìn)度。

[1]黃維和．油氣管道輸送技術(shù)[M]．北京：石油工業(yè)出版社，2012：1-3.

[2]溫建．原油長輸管道SCADA系統(tǒng)維護(hù)內(nèi)容及要點(diǎn)淺析[J]．化工自動(dòng)化及儀表，2011，38（10）：65-68.

[3]黃東潮，袁滿倉，金翔龍．天然氣長輸管道SCADA系統(tǒng)[J]．油氣田地面工程，2011，30（5）：69-70.

[4]馬向民，張翼，劉向榆，等．淺議EPC總承包模式在中國石油工程建設(shè)體系中的應(yīng)用[J]．中國科技信息，2006（8）：81-82.

[5]劉俊發(fā)．工程項(xiàng)目管理模式實(shí)施中存在的問題及其發(fā)展趨勢[J]．科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2005，15（11）：5-6．

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（欄目主持焦曉梅）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.12.025

賈立東：工學(xué)學(xué)士學(xué)位，2005年7月畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東），從事儀表自動(dòng)化技術(shù)管理、新技術(shù)推廣等工作。

2015-03-27