陳正 謝鵬飛 李星輝 李鴻鵬 孫勇泉

摘要：西氣東輸工程輸氣站場在實際運用過程中會受到人員干預(yù)的因素造成天然氣運輸超載，不穩(wěn)定的分輸工程、天然氣分輸中斷以及天然氣劑量不準確等問題。利用SCADA系統(tǒng)程序，能夠有效監(jiān)控天然氣瞬時流量以及電動球閥位置監(jiān)控，從而實現(xiàn)輸氣站場無人化自動分輸運行，然而在利用無人化自動分輸技術(shù)過程中，可能會存在一些不足，因此需要提出相應(yīng)的改進措施，可以有效實現(xiàn)自動分輸技術(shù)的正常運行。

關(guān)鍵詞：輸氣站場;自動分輸;西氣東輸

隨著我國大力推進清潔能源的發(fā)展站略，使天然氣行業(yè)得到了飛速的發(fā)展，天然氣管網(wǎng)的建設(shè)日漸龐大，天然氣管道的輸氣量也在不斷增加。西氣東輸工程是我國重要的能源命脈，西氣東輸工程的輸氣效率能夠影響我國整個天然氣行業(yè)的能源效益。西氣東輸工程自投建以來，其輸氣模式一直在不斷改善，但是一直沒有實現(xiàn)無人化控制目標?？萍妓降牟粩嗵岣咭约靶畔⒒降牟粩嗤晟?，SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用能夠有效提升無人化自動分輸技術(shù)的控制水平，優(yōu)化人力資源配置，有效提高天然氣行業(yè)的管理水平和生產(chǎn)效率。

1無人化自動分輸系統(tǒng)

1.1分輸系統(tǒng)

西氣東輸工程的分輸系統(tǒng)主要包括手動調(diào)節(jié)和自動調(diào)節(jié)兩種模式。手動調(diào)節(jié)是依靠輸氣站操作人員直接對所設(shè)定的模式進行調(diào)節(jié)。自動調(diào)節(jié)主要分為流量調(diào)節(jié)和壓力調(diào)節(jié)。在進行流量調(diào)節(jié)的過程中，工作人員需要設(shè)定流量固定值。PLC系統(tǒng)通過流量計所測得的瞬時流量與流量固定值進行對比，從而控制調(diào)節(jié)閥，使瞬時流量與設(shè)定值相符。進行壓力自動調(diào)節(jié)時，工作人員設(shè)置閥后壓力值，PLC系統(tǒng)通過閥后壓力變送器所收集到的壓力與壓力設(shè)定值進行對比，從而控制調(diào)節(jié)閥，使閥后壓力值與設(shè)定值相符。目前，西氣東輸工程利用自動調(diào)節(jié)模式可以實現(xiàn)無人自動分輸。

1.2智能分輸

在使用無人化自動分輸系統(tǒng)過程中，設(shè)定梯級開閥完畢后，可以將定時啟輸切換為智能分輸。智能分輸所使用的方法為自適應(yīng)廣義預(yù)測控制法，該方法對工藝參數(shù)的變化有著較好的適應(yīng)性，可以有效避免調(diào)節(jié)閥的頻繁開啟、相應(yīng)滯后等問題。

1.3狀態(tài)監(jiān)控

（1）低流量分輸監(jiān)控

由于用戶每天所使用的用氣量不均衡，因此會存在波峰和波谷兩種現(xiàn)象。通常情況下，用戶的用氣量波峰值不會超過流量計的最高值，但是用戶的用氣量波谷值會低于流量計的最低值。在進行天然氣分輸過程中，如果長時間低于流量計的最低值，將會影響流量計的計量問題。為了能夠解決的問題，PLC系統(tǒng)中設(shè)置了低流量狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，在智能分輸階段，如果瞬時流量在兩分鐘內(nèi)持續(xù)低于流量計的最低值，那么PLC系統(tǒng)將對用戶執(zhí)行停輸控制。

當(dāng)波谷低流量停輸完成以后，PLC系統(tǒng)會繼續(xù)監(jiān)測用戶出口壓力，如果分輸用戶的出口壓力在10分鐘內(nèi)低于工藝所允許的出口壓力時，PLC系統(tǒng)系統(tǒng)會再次執(zhí)行智能分輸，從而保證分輸參數(shù)的穩(wěn)定性。

（2）計量橇狀態(tài)監(jiān)控

當(dāng)PLC系統(tǒng)對計量橇進行實時監(jiān)控過程中，如果監(jiān)測到計量橇出現(xiàn)電動閥事故或流量計死機的情況，并且在確保備用路計量橇狀態(tài)正常時，PLC系統(tǒng)會進入計量橇故障切換模式，自動開啟備用路計量橇，在備用路計量橇成功開啟以后會自動關(guān)停故障路計量橇，從而實現(xiàn)分輸?shù)姆€(wěn)定性和準確性。

（3）調(diào)壓橇狀態(tài)監(jiān)控

當(dāng)PLC系統(tǒng)對調(diào)壓橇進行實時監(jiān)控過程中，如果監(jiān)測到調(diào)壓橇出現(xiàn)電動閥事故或工作閥故障的情況，并且在確保備用路調(diào)壓橇狀態(tài)正常時，PLC系統(tǒng)會進入調(diào)壓橇故障切換模式，自動開啟備用路調(diào)壓橇，在備用路調(diào)壓橇成功開啟以后會自動關(guān)停故障路調(diào)壓橇，從而實現(xiàn)分輸?shù)姆€(wěn)定性和準確性。

1.4到量停輸

無人化自動分輸技術(shù)采用到量停輸系統(tǒng)來完成停止分屬。該設(shè)計模塊在PLC系統(tǒng)中需要設(shè)置兩個參數(shù)分別為：已輸百分比和停輸百分比。已輸百分比是當(dāng)日輸氣量與指定輸氣量的計算結(jié)果;停輸百分比在操作員工站上進行設(shè)置，當(dāng)已輸百分比大于等于停輸百分比時，無人化自動分輸技術(shù)將智能分出階段轉(zhuǎn)換為到量停輸階段。

用戶實行到量停輸?shù)膱?zhí)行順序包括以下幾個方面：

（1）工作調(diào)節(jié)閥切換為手動控制狀態(tài)

（2）當(dāng)工作閥切換成功以后，工作調(diào)節(jié)閥的閥位置會自動調(diào)到0%，做執(zhí)行關(guān)閥操作。

（3）當(dāng)工作調(diào)節(jié)閥的開度小于10%或者工作調(diào)節(jié)法，持續(xù)關(guān)閥超過兩分鐘以上，系統(tǒng)會將自動關(guān)閉調(diào)節(jié)閥。

（4）當(dāng)電動閥關(guān)閉以后，若用戶的停輸狀態(tài)在10分鐘內(nèi)沒有成功關(guān)閉電動閥，則系統(tǒng)會發(fā)出警報，需要進行人工干預(yù)。

2動分輸技術(shù)的應(yīng)用測試

利用無人化自動分輸技術(shù)在西氣東輸中的35座輸氣站場的65家用戶進行試運行，期間利用無人化分輸技術(shù)進行天然氣分輸，并對無擾切換能力、故障切換能力、防呆控制能力，故障響應(yīng)能力進行測試。測試結(jié)果顯示利用無人化自動分輸技術(shù)可以有效提高輸氣效果，并且在試運行期間沒有出現(xiàn)分輸中斷、分輸輸差和計量不準確等問題。天然氣超調(diào)減少15%，閥門頻繁開啟動作減少，準確的精度控制能夠滿足下游用戶需求，無人化自動分輸技術(shù)系統(tǒng)可以有效改善分輸目標以及分輸效果。

3束語

無人化自動分輸技術(shù)能夠?qū)⒋罅康姆州敼ぷ骱喕癁橐淮涡匀斯?shù)設(shè)定，將后續(xù)工作中的分輸工作利用SCADA系統(tǒng)進行自動完成。無人化自動分輸技術(shù)的應(yīng)用可以優(yōu)化人力資源配置，從真正意義上實現(xiàn)無人化自動管理，提高輸氣站場的自動化和智能化。但是在實際應(yīng)用過程中，無人化自動分輸技術(shù)在控制邏輯上還存在著一定的局限性，對于天然氣的監(jiān)控功能仍然是基于固定模式的響應(yīng)，在實際應(yīng)用過程中無需人工干預(yù)，但是當(dāng)天然氣分輸出現(xiàn)預(yù)設(shè)模式以外的狀況，SCADA系統(tǒng)就無法正常運行，因此在未來的研究過程中需要添加智能化來作為新的方發(fā)展方向，能夠?qū)Ω鞣N異常狀況進行自動分析并采取自動決策，從而有效實現(xiàn)故障響應(yīng)智能化的管理目標。

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