在確保壓縮機(jī)組更加安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，國產(chǎn)大功率機(jī)組再次啟動暖機(jī)時間縮短50%；并機(jī)時間由原來的40分鐘縮短至20分鐘，工作效率提高超過50%；操作人員減少3～5人，且無論是操作還是運(yùn)行都更加安全可靠……

6月下旬，國家管網(wǎng)集團(tuán)北京管道公司對外宣布，我國長輸管道壓縮機(jī)組智能控制技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。走進(jìn)我國首個實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)大功率壓縮機(jī)組“一鍵啟站、智能運(yùn)行”的壓氣站——北京管道公司內(nèi)蒙古輸油氣分公司托克托作業(yè)區(qū)，看著兩塊大屏幕上的每一個數(shù)據(jù)變動、每一次警示提醒，更能零距離感受到這一大國重器的“智控”魅力。

試點(diǎn)落地托克托

實(shí)踐反復(fù)告訴我們，關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的。只有把關(guān)鍵核心技術(shù)掌握在自己手中，才能從根本上保障國家經(jīng)濟(jì)安全、國防安全和其他安全。

作為管網(wǎng)傳輸與壓縮機(jī)站的核心，因技術(shù)門檻高、制造難度大，全球范圍內(nèi)能生產(chǎn)16兆瓦以上大功率離心式壓縮機(jī)的企業(yè)寥寥無幾。

其中，西門子、曼透平等外資品牌長期在我國天然氣管輸行業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位。大功率壓縮機(jī)組智能控制技術(shù)作為機(jī)組“大腦”，更是我國長期受制于人的關(guān)鍵技術(shù)。

面對這一挑戰(zhàn)，中國管道人沒有退縮，而是選擇迎難而上，積極尋求突破。

2012年，在西氣東輸二線這一世界上最為浩大的管道工程建設(shè)中，中國大功率壓縮機(jī)組實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。國產(chǎn)壓縮機(jī)開始在我國天然氣管輸行業(yè)中嶄露頭角。

2016年，國產(chǎn)大功率電驅(qū)壓縮機(jī)組在陜京四線建設(shè)中首次得到全面工業(yè)化應(yīng)用。中國終于摘得了這顆天然氣工業(yè)領(lǐng)域皇冠上的明珠。

此后，在國家管網(wǎng)集團(tuán)科技數(shù)字化戰(zhàn)略引領(lǐng)下，北京管道公司以推進(jìn)民族工業(yè)發(fā)展的擔(dān)當(dāng)和強(qiáng)烈的創(chuàng)新意識，承擔(dān)起“國產(chǎn)壓縮機(jī)組智能控制提升研究”的核心技術(shù)攻關(guān)，將托克托作業(yè)區(qū)作為唯一試點(diǎn)單位。

經(jīng)過前期的充分醞釀與科學(xué)論證，2021年，托克托作業(yè)區(qū)副主任王志勇受命牽頭，帶領(lǐng)團(tuán)隊十幾名工程師，與沈鼓集團(tuán)、大連理工大學(xué)等多家企業(yè)及高校專家學(xué)者一起，以拔丁抽楔的精神動力，毅然向這一我國乃至世界的尖端領(lǐng)域發(fā)起了挑戰(zhàn)。

團(tuán)隊錨定最高目標(biāo)，誓要實(shí)現(xiàn)“一鍵啟站、智能運(yùn)行”功能，提高站場智能化控制水平，降低運(yùn)行風(fēng)險，減少運(yùn)行成本。

經(jīng)過兩年多艱苦攻堅，2023年12月21日，國產(chǎn)壓縮機(jī)組智能控制提升項(xiàng)目成功驗(yàn)收。天然氣長輸管道壓氣站從此有了智慧大腦。

“此項(xiàng)目的成功標(biāo)志著國產(chǎn)壓縮機(jī)智能控制技術(shù)已獲得整體國內(nèi)領(lǐng)先、部分國際先進(jìn)的重大突破?！蓖踔居抡f。

讓智能控制更加強(qiáng)大

回頭來看，由于長期以來西方國家對我國的技術(shù)封鎖，進(jìn)口壓縮機(jī)組關(guān)鍵模塊如同一個無法破解的黑匣子，讓我們的壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)長期處于相對基礎(chǔ)的“一鍵啟站1.0”階段。

項(xiàng)目團(tuán)隊對托克托作業(yè)區(qū)24套設(shè)備、2620個探測器、20個控制系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)梳理與優(yōu)化。在原有設(shè)備基礎(chǔ)上，增加了傳感設(shè)備和控制器，調(diào)整了控制邏輯，并實(shí)施了分層控制策略。

通過分析國產(chǎn)沈鼓壓縮機(jī)的負(fù)荷分配控制等關(guān)鍵模塊性能，結(jié)合全球先進(jìn)的AI神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，梳理29項(xiàng)前置條件，搭建16個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，項(xiàng)目團(tuán)隊減少了啟機(jī)過程中的人為判斷環(huán)節(jié)，通過計算機(jī)前臺操作界面，實(shí)現(xiàn)了“一鍵啟站2.0”的實(shí)時數(shù)據(jù)交換、可視化操作與智能自動啟機(jī)。

AI模型讓國產(chǎn)壓縮機(jī)有了智能大腦。但只有大腦并不夠，還需要一個功能健全、反應(yīng)靈敏的身體。

項(xiàng)目團(tuán)隊在150多個關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上實(shí)施了自動化控制流程改造，實(shí)現(xiàn)了超過90%的沈鼓開發(fā)控制程序的重構(gòu)，為國產(chǎn)壓縮機(jī)淬煉了一具靈活的身體。

“項(xiàng)目的成功，讓我們像是擁有了一位有幾十年工作經(jīng)驗(yàn)、全年無休的工程師！”工程師付遠(yuǎn)鵬自豪地說。

如今，即便身處500多公里外的調(diào)控中心，也能在現(xiàn)場無人值守的情況下，對陜京四線各作業(yè)區(qū)實(shí)現(xiàn)“一鍵啟站、智能運(yùn)行”指令的操作。同時，智能控制系統(tǒng)能夠自動識別并快速處置各種異常情況，做出最優(yōu)最快的正確選擇。

達(dá)到國際領(lǐng)先水平

并網(wǎng)啟停，是壓縮機(jī)組操作中精度要求較高、操作難度較大的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

無論進(jìn)口機(jī)組還是國產(chǎn)機(jī)組，在輸氣量波動、低谷時段，都需要有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程師精準(zhǔn)評估機(jī)組轉(zhuǎn)速等參數(shù)，并手動調(diào)節(jié)運(yùn)行機(jī)組，才能保障系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。

在壓縮機(jī)組并網(wǎng)建模過程中，項(xiàng)目團(tuán)隊創(chuàng)新性地提出使用單機(jī)壓力控制器、防喘振控制器等六大控制器聯(lián)動的自動加載并網(wǎng)技術(shù)方法，將托克托壓縮機(jī)組并網(wǎng)時間縮短至20分鐘以內(nèi)。

而在相同工況下，國際上最先進(jìn)的某壓縮機(jī)組場站并網(wǎng)耗時超200分鐘。項(xiàng)目團(tuán)隊進(jìn)一步將國際頂尖技術(shù)甩出一個幾何數(shù)！

“該項(xiàng)目在壓縮機(jī)自動并機(jī)、利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、對出廠性能曲線進(jìn)行修正、壓縮機(jī)性能參數(shù)預(yù)測、轉(zhuǎn)速和功率控制等方面達(dá)到了國際領(lǐng)先水平?！敝袊蛯W(xué)會石油科學(xué)普及教育委員會副主任李偉林認(rèn)為。

作為壓縮機(jī)組生產(chǎn)制造廠家代表，沈鼓集團(tuán)副總裁、首席技術(shù)官張勇坦言：“該項(xiàng)目在對壓縮機(jī)和輔助設(shè)備自動控制技術(shù)深度優(yōu)化的基礎(chǔ)上，首次將AI技術(shù)應(yīng)用到壓縮機(jī)控制中，使壓縮機(jī)組控制更精準(zhǔn)、更高效，運(yùn)行更安全、更可靠，為未來深入開發(fā)智能化壓縮機(jī)組起到了重要推動作用。”

面對未知的挑戰(zhàn)和外界的質(zhì)疑，項(xiàng)目團(tuán)隊始終堅守著“將能源飯碗穩(wěn)穩(wěn)端在自己手中，將核心技術(shù)牢牢掌握在自己手中”的初心，用擔(dān)當(dāng)與實(shí)干挑起大型國企義不容辭的使命！

2022年3月，壓縮機(jī)靜密封突然損壞。經(jīng)多方專家深入分析后，問題定位為零部件設(shè)計不足。經(jīng)過廠家與托克托團(tuán)隊對干氣密封構(gòu)件的重新設(shè)計，迭代出了耐用性更強(qiáng)、穩(wěn)定性更高的產(chǎn)品。

在這場大國重器的挑戰(zhàn)與科技創(chuàng)新攻堅之戰(zhàn)中，在這場以智能化和數(shù)字化為核心的科技競爭中，北京管道公司展現(xiàn)出了管網(wǎng)人敢于擔(dān)當(dāng)、追求卓越的奮斗姿態(tài)，提高了我國天然氣工業(yè)的核心競爭力，為我國天然氣管網(wǎng)的智能化發(fā)展奠定了堅實(shí)基礎(chǔ)。

未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的深入推廣，相信中國天然氣工業(yè)將在國際舞臺上展現(xiàn)出更強(qiáng)大的競爭力。

責(zé)任編輯：陸曉如

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