天然气长输管线自控系统设计与应用研究

高玉勇

摘 要：目前，我们国家正在积极推进对清洁能源的开发利用，天然气作为一种清洁能源，其开发利用水平也在与日提升。在运送天然气的过程中需要使用到长输管道，而长输管道所处环境恶劣、复杂，有必要对其进行自动化生产与管理。鉴于此，本文围绕天然气长输管线自控系统设计与应用展开探究。

关键词：天然气;长输管线;自控系统;设计与应用

0 引言

一般而言，天然气长输管道所穿越距离较长，中途经过的站点较多，并且其所处工作环境相当复杂，因此，需要利用自动化控制系统来对其进行集中控制。我们国家有关天然气长输管道的自控技术还不成熟，与国外发达国家的差距还很大，在系统的可靠性方面所存在的问题仍比较突出。因此，迫切需要设计出具有较高安全可靠性的自动控制系统，以此来为天然气的长距离输送提供安全保证。

1 需求分析

在设计天然气长输管道自控系统的时候，需要满足通信、站场控制、站场安全三方面的需求，具体要求如下：

1.1 通信需求

在满足通讯需求方面需要达到以下标准：①需建设一个具有较高可靠性的数据传输系统，确保其在日常与关键时刻均能发挥出其功能作用。一般来讲，数据采集与监控系统相对比较复杂，其所涵盖的场站比较多，需要传输较大数量的数据，当发生险情的时候，需要确保在执行站场紧急停车的过程中，能夠同时将报警信息迅速传送至控制中心;②需要一个具有较高可靠性与稳定性的站内通信网络。需要充分保证站场控制通信系统的可靠性，方能及时准确地完成对各传感器与远程终端数据的采集、存储等。

1.2 站场控制需求

对于不同的站场来说，其具有不同的配套工艺，因此，天然气长输管线场站控制系统需要满足如下功能：首先，要针对站场实际的工艺区功能，来设计出相与之相匹配的工艺控制系统，以此来满足不同场站的具体工艺要求。其次，因为大多数场站是合建的，前后不同时期所建设的压缩机系统需要联合起来运行，为避免出现压缩机过载的现象，确保压缩系统运行平稳，需设计压缩机联网运行的载荷分配控制系统。

1.3 站场安全需求

在天然气长输管线控制系统当中，对站场的安全设计是其中一重要组成，其需要根据控制系统的实际检测结果来做出相应的指令，或者进行调节、或者进行报警、或者进行停机。天然气长输管线加气站肩负着调节压力、计量流量等任务，在对其进行安全设计的时候需要满足如下两方面功能要求：①当检测到系统出现气体泄漏的情况时，需要在立即停车，将站控系统与干线直接隔离;②在完成紧急停机以后，若是存在放空的必要，则需要及时将管线与站场内的天然气体予以放空。

2 系统构架

2.1 远程通信系统

在整个天然气长输管线控制系统当中，处于核心位置的部分为通信系统，可以将其比作是整个自控系统的神经网络，其肩负着传输数据与执行命令的重要任务。天然气长输管线通信系统具有较长的通信距离，并且站控系统相对比较复杂，对信息的准确性也具有非常高的要求，针对其以上特征，需要对天然气长输管线通信系统的延迟性予以考虑分析，计算延迟的总时长，进而修正系统的延迟，最终实现系统的同步。在天然气长输管线控制通信系统当中，处于最前沿位置的为站场控制系统，由于大多数站场所处位置比较荒凉、恶劣，比如荒漠、隔壁、深山等，没有有线通信网络，为了确保能够顺畅的传输信息数据，需要结合不同场站的实际情况来设计相应的通信工程。为了保证信息的准确性，需要对天然气长输管线通信系统的冗余性与安全性予以设计，在伴随管线建设沌口的通信光缆，以此来实现各场站、控制单元与传感器的硬线连接。

2.2 站场安全设计

在进行天然气站场安全设计的过程中，需要设计紧急停车系统与放空系统。紧急停车在接收到控制系统所下达的紧急停车命令之后，能够迅速及时的完成停车。天然气长输管线大部分是与已经建设管道的各个场站进行合建，为了确保合建场站联合运行的可靠性，需要充分考虑在各紧急停车系统存在逻辑上的联锁关系，在已建管道站场紧急停车系统被触发之后，延时一段时间以后，联锁触发本输气管道站场紧急停车系统，反之同样道理。综合上述因素，使用硬线来连接两套紧急停车系统，以此来实现对紧急停车的设计。放空系统的功能是将系统中所存留的天然气气体安全地排到大气当中去，对于不同的站场与阀室，需要结合其工艺特点来设计不同的放空系统。

3 结语

总而言之，天然气长输管道所穿越距离较长，中途经过的站点较多，并且其所处工作环境相当复杂，其对自控系统的安全性与可靠性的要求比较高。在设计天然气长输管道自控系统的时候，需要满足通信、站场控制、站场安全三方面的需求，同时要对远程通信系统、站场安全设计两大系统构架进行重点考虑。

参考文献：

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