输气站场无人化自动分输技术在西气东输工程的实现
天然气管道无人化站场的理念及设计要点
天然气管道无人化站场的理念及设计要点发布时间：2023-02-24T02:56:48.296Z 来源：《中国科技信息》2022年第19期作者：李杰[导读] 天然气作为生产及生活中的重要资源，需通过管道进行安全稳定的输送李杰国家管网集团联合管道有限责任公司西部兰州输气分公司甘肃省兰州市 730000摘要：天然气作为生产及生活中的重要资源，需通过管道进行安全稳定的输送，虽然油气管道的设计标准及建设水平在不断提高，其配置也愈发先进，为了保证管理效率，就需以无人站为基准进行运营及管理，提高场站的自动化控制能力。
本文就主要围绕天然气管道无人化站场的理念进行分析，对设计要点展开了深入研究及讨论。
关键词：天然气管道；无人化站场；设计1天然气管道无人化站场的理念天然气管道无人化站场的核心理念在于，通过配置调度控制中心，在不限地点及时间的情况下，远程完成对管道的操作及控制，基于此，调度控制中心是实现无人化站场目标的关键，应着重增强调度中心对输气站、通信系统及电力系统等的感知能力，在动态调控的基础上，对输气站及阀室进行全面控制。
为了保证天然气管道无人化站场的区域化管理效率，需根据实际情况设置多个管理层级，分别划分针对调度中心、管理处、无人站及维修队等的管理权限，加强权限的优化控制，同时还需增加维护人员及设备的配置数量，保证各项作业协同进行的一体化水平，合理削减过程中的运营人员，提高天然气管道无人化站场的先进性。
1.1积极转变区域化管理下站场的运行模式在天然气管道的无人化站场设计中，运行模式也需跟随理念进行同步调整及变化，应由传统的倒班制运行模式，升级为运行及维护一体化的运行模式，在倒班制度的运行状态下，远程控制是主体，主要对无人站进行全天候监控及控制。
一般情况下，站内的主要工作分为常态工作及非特事件这两种，前者涵盖常态工作定性及工作指令下达，而后者则包括事件定性、处置指令下达、恢复常态工作这几个主要部分。
在对站内值班人员进行安排时，一般要同时设置三个人来完成倒班工作，确保晚上设有值班人员，在站场需每天按要求开展巡视及检查工作，维修的重点则集中在对分散站点的各项维修工作上。
西气东输设计院招标信息
招标编号：XXB2023-0001一、招标条件本项目由中国西气东输设计院（以下简称“招标人”）组织实施，现对西气东输工程相关设计服务进行公开招标。
欢迎具备相应资质和能力的单位参加投标。
二、项目概况1. 项目名称：西气东输工程设计服务2. 项目地点：中国境内3. 项目规模：根据西气东输工程总体规划，本项目涉及管道设计、站场设计、设备选型、工艺流程优化等。
4. 项目总投资：根据项目实际情况确定5. 项目工期：根据合同约定三、招标范围1. 管道设计：包括但不限于管道线路、管道结构、管道材料、管道施工方案等。
2. 站场设计：包括但不限于站场布局、站场结构、设备选型、工艺流程、电气及自动化设计等。
3. 设备选型：根据工程需要，对相关设备进行选型、技术参数确定等。
4. 工艺流程优化：对工程中涉及的工艺流程进行优化，提高工程运行效率。
5. 其他设计服务：根据工程需要，提供其他相关设计服务。
四、投标人资格要求1. 具有独立法人资格，注册资金不少于人民币1000万元。
2. 具有有效的工程设计综合资质，甲级及以上等级。
3. 具有良好的财务状况，无重大经济纠纷。
4. 具有良好的商业信誉和社会信誉。
5. 近三年内完成过类似工程设计项目，且工程质量合格。
6. 具有合格的工程设计人员，包括但不限于注册建筑师、注册结构工程师、注册电气工程师、注册自动化工程师等。
7. 具有完善的内部管理制度和质量保证体系。
五、招标文件获取1. 招标文件获取时间：自本公告发布之日起至2023年X月X日。
2. 招标文件获取方式：投标人可通过以下方式获取招标文件：（1）现场购买：携带单位介绍信、法定代表人身份证明或授权委托书、营业执照副本、资质证书副本、近三年业绩证明、人员资格证书等资料到招标代理机构现场购买。
（2）邮寄购买：投标人可在公告发布之日起至2023年X月X日，通过电子邮件向招标代理机构发送购买申请，并提供相关资料，招标代理机构将招标文件邮寄给投标人。
浅析PLC系统在天然气长输管道中的有效应用
浅析PLC系统在天然气长输管道中的有效应用发布时间：2022-03-11T08:25:11.331Z 来源：《科技新时代》2022年1期作者：王海鹏[导读] 随着科学技术不断的发展以及工业化程度与人民生活富足度的增加，我国对于天然气的需求量变的越来越大，因地区存储量不同需要对其进行长距离运输，通常就会使用到管道运输方法，而现代化的PLC系统凭借着高性能、体积小、集成性高等优点被广泛的运用到天然气自动化运输的项目中。
本文主要就PLC系统在天然气长管道运输中的有效应用简要分析。
国家管网集团北京管道有限公司天津输油气分公司，天津市滨海新区大港储气库分公司，300270摘要：随着科学技术不断的发展以及工业化程度与人民生活富足度的增加，我国对于天然气的需求量变的越来越大，因地区存储量不同需要对其进行长距离运输，通常就会使用到管道运输方法，而现代化的PLC系统凭借着高性能、体积小、集成性高等优点被广泛的运用到天然气自动化运输的项目中。
本文主要就PLC系统在天然气长管道运输中的有效应用简要分析。
关键词：PLC系统、天然气长输管道；应用一、引言目前随着计算机技术的不断发展和自动化程度的不断集中，任何企业的生产都离不开以计算机技术为核心所实现自动化控制的目的，而在天然气长输管道的使用中也同样离不开自动化控制，自动化控制的实现就离不开PLC系统的支持，这里所提到的PLC系统实际上是一种可进行编程的控制设备，凭借着具有较高可靠性的存储器来实现一系列的时间控制、顺序管理、流量统计以及运算过程等有关工序，经过大量的实践证明在天然气长输管道的输送与管理过程中PLC系统凭借着高效性、稳定性以及有效性等功能上的优势而被广泛的应用。
二、天然气管道输送特点及PLC系统概况2.1 输送特点首先，天然气管道的运输往往规模更大，涉及范围更广，这必然对工程项目的建设提出更高的要求，后续的运营和管理相对困难。
目前，天然气的开发和应用越来越受到人们的重视。
西气东输工程对自动化仪表的需求分析(下)
心的各个房 间和通信设备机 房 ，各工艺站场的站控制室
和通信设备机房、变配电问 等关键设备处设火灾 自动报
图７ 简化的医力控翩系统配置图
警系统 ；其 中调度控制 中心
相关设备的监控 。 和后备控制中心机房 、 调度控制室、 存储 媒体和资料存储室、 Ｐ 问、 ＵＳ 通信ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ房等
ＭＩ （ Ｓ管理信息系统） 以信息交流 是 和系统地运用知识为核心 ，以计算机及 网络为工具提高企业的管理水平和经济 效益为 目的的系统 。该系统对内完成公
防护罩 内，主要 天然 气 处 理 工 艺 区（ 出 进
站 阀组 、过 滤 ／ 离 分 器 、调压设备和计量 设 备） 、燃 气 发 电机 房 、燃 气锅炉房 以及 远控 线路截断阀室等 区域安 装红外原理 的
３ 压缩机监控系统 ．
西气东输全线共设 １ 个压气站 ， ０ 每
站一用一备 ，根据 当地 的供 电条件 ，可 以采用 电动机驱 动方 式 ，供 电条件 困 难的地 方也 可采用燃 气轮机驱动方式 。 Ｕ Ｓ Ｃ 压气站压缩机组监控系统 ，随压缩 机组成套订货。其监控系统如图８ 所示。 ＵＳ Ｃ 监控系统应该能够根据命令或工艺 条件 ，按预定程序 自动完成压缩机组的
起动 、加载 、卸载和停车等操作 ；在所
有工况下对压缩机组进行保护，故障状
态下能够 自动声光报警 。在系统故障或 误 操作 的情况 下避免 不安全 因素的产 生；在机组控制盘上显示其监视范围内 所有设备的状态和各种工艺变量及其有 关参数 ；与 Ｓ Ｓ站控制系统进 行信息 Ｃ 交换 ，执行 Ｓ Ｓ的操作命令。Ｕ Ｓ可以 Ｃ Ｃ 实现人工或 自动控制模式（ｏ ａ 、远程 Ｌ ｃ１ ） 自动控 制（Ｃ 控 制或调度控制 中心模 ＳＳ 式（ ｏ ｏｅ以及停车。各 种操作控制方 Ｒｍ ｔ ） 式之间的切换应是无扰动 的，且不会导 致不安全因素的发生 ， 同时Ｕ Ｓ Ｃ 也应 能 够 自动完成 对压 缩机组 的辅助 系统及
我国热力发电厂种类划分及概述
我国热力发电厂种类划分及概述热力发电厂是将燃料的化学能转化为热能，热能转化为机械能，最终将机械能转化为电能的工厂，也即将自然界的一次能源转化为洁净、方便的二次能源的工厂。
电厂的形式大致可以这样分类：一、按供出产品品种分类(一)发电厂只生产电能向外供给的工厂，即凝汽式发电厂。
根据国家的能源政策，今后建设的发电厂的单机容量必须在125MW以上，单机容量50MW及以下的现役常规火电机组将在2003年底以前逐步停止运行，关停确有困难的个别机组，关停时间可适当推迟，但必须经国家经贸委批准。
对单机容量100MW的机组国家正在研究停运意见和措施。
我国发电厂的主力机组也将由目前的单机容量300MW逐步转移到600MW。
国家鼓励综合利用煤矸石(发热量12550kJ／kg以下)、煤泥、石煤、垃圾等低热值燃料和利用余热、余压、生物质能、沼气、煤层气、高炉煤气等综合利用资源的发电工程，其单机容量不受限制。
(二)热电厂既向外供电、也向外供热(热水、蒸汽)的工厂。
根据国家计委、经贸委、原电力部等部委规定，建设热电厂应符合下列指标：1．电厂总热效率年平均大于45％；2．单机容量50MW以下的热电机组，其热电比年平均应大于100%；3．单机容量50~200MW以下的热电机组，其热电比年平均应大于50％；4．单机容量200MW及以上抽汽凝汽两用供热机组，在采暖期其热电比应大于50％。
二、按主要设备品种分类(一)常规火力发电厂由常规煤粉炉、凝汽式汽轮发电机组为主要设备组建的发电厂，这是火力发电厂的基本类型。
它由热力系统，燃料供应系统，除灰系统，化学水处理系统，供水系统，电气系统，热工控制系统，附属生产系统组成。
(1)热力系统：是常规火电厂实现热功转换热力部分的工艺系统。
它通过热力管道及阀门将各热力设备有机地联系起来，以在各种工况下能安全经济、连续地将燃料的能量转换成机械能。
联系热力设备的汽水管道有主蒸汽管道、主给水管道、再热蒸汽管道、旁路蒸汽管道、主凝结水管道、抽汽管道、低压给水管道、辅助蒸汽管道、轴封及门杆漏汽管道、锅炉排污管道、加热器疏水管道、排汽管道等。
西气东输工程施工现场
西气东输工程施工现场在我国辽阔的土地上，一项史无前例的工程正在如火如荼地进行着，那就是西气东输工程。
这项工程是我国距离最长、口径最大的输气管道，西起塔里木盆地的轮南，东至上海，全线采用自动化控制，设计输量120亿立方米/年。
它的建设，对于调整我国能源结构、促进环境状况改善具有重大意义。
施工现场，彩旗飘飘，机器轰鸣，一派繁忙景象。
工程技术人员和安全员身穿橙色工作服，头戴安全帽，紧张地忙碌着。
他们有的在测量管道走向，有的在挖掘机操作，有的在焊接管道，有的在检查质量，确保每一道工序都符合规范。
管道沿线，地形复杂多样，有戈壁沙漠、高山峡谷、河流平原等。
这给施工带来了极大的挑战。
工程技术人员要克服种种困难，不仅要确保管道的安全稳定，还要尽量减少对环境的影响。
在高山峡谷地区，施工人员要攀爬陡峭的山崖，克服高原反应，进行管道铺设。
在河流平原地区，他们要面对泥泞的地面，防止管道沉降。
在西气东输工程中，有许多技术创新和突破。
例如，管道采用了高强度、耐腐蚀、长寿期的材料，确保了管道的安全稳定。
此外，全线采用了自动化控制技术，实现了遥控输气、监测和紧急切断等功能，提高了输气效率和安全性。
施工现场，除了工程技术人员，还有大量的当地农民工。
他们为这项国家重点工程贡献了自己的力量。
工程的建设，为当地创造了大量的就业机会，带动了沿线地区的经济发展。
同时，西气东输工程也促进了我国能源结构的调整，缓解了东部地区的能源短缺问题，提高了人民的生活水平。
在现场，我们看到了祖国的繁荣昌盛，民族的伟大复兴。
西气东输工程是我国科技进步、工业化进程的标志性工程，也是我国能源战略的重要组成部分。
它的建设，展示了我国社会主义制度的优越性和我国人民的创造力。
让我们为西气东输工程的建设者点赞，为他们的辛勤付出和无私奉献表示感谢。
相信在不久的将来，这条能源大动脉将为我国的经济繁荣、环境保护和人民幸福生活作出更大的贡献。
关于在役长输天然气站场无人值守改造技术的探索
关于在役长输天然气站场无人值守改造技术的探索发布时间：2022-09-23T01:09:01.513Z 来源：《中国科技信息》2022年10期5月作者：向林佟沅洁王洪[导读] 随着国内天然气管线建设的快速发展及管网的形成，如何通过技术和管理手段来提高站场数字化无人化建设水平，向林佟沅洁王洪中海广东天然气有限责任公司随着国内天然气管线建设的快速发展及管网的形成，如何通过技术和管理手段来提高站场数字化无人化建设水平，提高管道系统安全运行效率，降低管道的运营成本，是管道运营企业面临的主要问题之一。
本文对长输天然气站场无人值守站改造进行了调研分析，并以某管道公司开展无人值守改造建设为例，分析了长输天然气站场无人值守改造内容，同时提出了改造建议。
关键词：长输天然气管道无人值守站运检维一体化1背景为响应国家“数字中国”和集团公司数字化转型建设需要，某管道公司成立了数字化转型工作组，并提出打造长输天然气智慧站场（即无人值守站场）。
公司本着“总体规划、先行试点、先易后难、逐步推广”的建设思路，通过采用感知提升、数据集成、故障诊断等一系列的技术措施，提高站场数字化无人化建设水平，提高管道系统安全运行效率，降低管道的运营成本，从而落实公司技术创新和产业数字化工作，实现全域场站（即站场与阀室）“无人值守、远程控制、区域管理、运检维一体化”的智慧站场建设目标。
2公司概况及调研情况公司目前共管理运营（含代运营）351公里天然气管道，气源4个，设调度中心1个，有站场阀室39座，供应链辐射广州、珠海、澳门、中山、江门等粤港澳大湾区城市，投产至今累计为粤港澳大湾区供气超390亿方，为珠江西岸民生及工业用户、燃气发电提供有力保障。
在集团公司部署下，公司联合集团工程部、信息技术中心、销售公司、管道公司等相关人员组成调研小组，赴原中石油“西气东输”、“北京天然气”（陕京管道）进行了无人化站场建设现场调研。
调研显示：“西气东输”和“北京天然气”无人化站场基本为工艺较为简单的站场或阀室改扩建而成。
天然气行业科技创新与示范工程
天然气行业科技创新与示范工程随着全球能源结构的转型和我国清洁能源战略的深入实施，天然气作为清洁能源的重要组成部分，其在能源消费中的比重逐年提高。
为了满足不断增长的天然气需求，提高天然气供应的稳定性，降低成本，保障国家能源安全，科技创新成为天然气行业发展的关键驱动力。
本文将重点分析天然气行业科技创新的现状与趋势，以及示范工程的作用和意义。
科技创新现状与趋势在天然气勘探开发领域，科技创新主要体现在深层、深海、非常规气藏的勘探开发技术上。
深层气藏因其压力高、温度高、地质复杂，对勘探开发技术提出了极高的要求。
深海气藏的开发则面临着海洋环境保护、作业安全、设备可靠性等技术挑战。
非常规气藏，如页岩气、煤层气等，因其低渗透性，对勘探开发技术提出了新的要求。
在天然气输送领域，长距离输气管道技术、大型液化天然气（LNG）运输船技术、天然气液化与再气化技术等成为关键。
长距离输气管道技术的发展，使得天然气可以跨越更远的距离，连接更广泛的地区。
大型LNG运输船技术的发展，提高了天然气国际贸易的效率，促进了全球天然气市场的繁荣。
天然气液化与再气化技术的发展，使得天然气可以在不具备直接输气条件的地方，通过液化与再气化的方式进行储存和输送。
在天然气利用领域，科技创新主要体现在高效、环保的天然气燃烧技术，以及天然气与其他能源的集成利用技术。
高效、环保的天然气燃烧技术，可以提高能源利用效率，减少污染物排放，有助于实现绿色低碳发展。
天然气与其他能源的集成利用技术，如天然气与太阳能、风能的互补利用，可以提高能源系统的稳定性和灵活性。
示范工程的作用与意义示范工程是天然气行业科技创新的重要载体，通过示范工程，可以验证新技术的可行性，推动新技术的商业化应用，加速行业技术进步。
示范工程还可以促进产业链上下游企业的合作，推动产业协同发展。
此外，示范工程还可以为政策制定提供依据，引导和推动天然气行业的发展。
以我国为例，近年来我国在天然气领域实施了一系列重大示范工程，如川气东送、西气东输、海南LNG项目等。
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输气站场无人化自动分输技术在西气东输工程的实现
西气东输工程输气站场在实际运用过程中会受到人员干预的因素造成天然气运输超载，不稳定的分输工程、天然气分输中断以及天然气剂量不准确等问题。
利用SCADA系统程序，能够有效监控天然气瞬时流量以及电动球阀位置监控，从而实现输气站场无人化自动分输运行，然而在利用无人化自动分输技术过程中，可能会存在一些不足，因此需要提出相应的改进措施，可以有效实现自动分输技术的正常运行。
标签：输气站场;自动分输;西气东输
随着我国大力推进清洁能源的发展站略，使天然气行业得到了飞速的发展，天然气管网的建设日渐庞大，天然气管道的输气量也在不断增加。
西气东输工程是我国重要的能源命脉，西气东输工程的输气效率能够影响我国整个天然气行业的能源效益。
西气东输工程自投建以来，其输气模式一直在不断改善，但是一直没有实现无人化控制目标。
科技水平的不断提高以及信息化水平的不断完善，SCADA系统的应用能够有效提升无人化自动分输技术的控制水平，优化人力资源配置，有效提高天然气行业的管理水平和生产效率。
1无人化自动分输系统
1.1分输系统
西气东输工程的分输系统主要包括手动调节和自动调节两种模式。
手动调节是依靠输气站操作人员直接对所设定的模式进行调节。
自动调节主要分为流量调节和压力调节。
在进行流量调节的过程中，工作人员需要设定流量固定值。
PLC 系统通过流量计所测得的瞬时流量与流量固定值进行对比，从而控制调节阀，使瞬时流量与设定值相符。
进行压力自动调节时，工作人员设置阀后压力值，PLC 系统通过阀后压力变送器所收集到的压力与压力设定值进行对比，从而控制调节阀，使阀后压力值与设定值相符。
目前，西气东输工程利用自动调节模式可以实现无人自动分输。
1.2智能分输
在使用无人化自动分输系统过程中，设定梯级开阀完毕后，可以将定时启输切换为智能分输。
智能分输所使用的方法为自适应广义预测控制法，该方法对工艺参数的变化有着较好的适应性，可以有效避免调节阀的频繁开启、相应滞后等问题。
1.3状态监控
（1）低流量分输监控
由于用户每天所使用的用气量不均衡，因此会存在波峰和波谷两种现象。
通常情况下，用户的用气量波峰值不会超过流量计的最高值，但是用户的用气量波谷值会低于流量计的最低值。
在进行天然气分输过程中，如果长时间低于流量计的最低值，将会影响流量计的计量问题。
为了能够解决的问题，PLC系统中设置了低流量状态监控系统，在智能分输阶段，如果瞬时流量在两分钟内持续低于流量计的最低值，那么PLC系统将对用户执行停输控制。
当波谷低流量停输完成以后，PLC系统会继续监测用户出口压力，如果分输用户的出口压力在10分钟内低于工艺所允许的出口压力时，PLC系统系统会再次执行智能分输，从而保证分输参数的稳定性。
（2）计量橇状态监控
当PLC系统对计量橇进行实时监控过程中，如果监测到计量橇出现电动阀事故或流量计死机的情况，并且在确保备用路计量橇状态正常时，PLC系统会进入计量橇故障切换模式，自动开启备用路计量橇，在备用路计量橇成功开启以后会自动关停故障路计量橇，从而实现分输的稳定性和准确性。
（3）调压橇状态监控
当PLC系统对调压橇进行实时监控过程中，如果监测到调压橇出现电动阀事故或工作阀故障的情况，并且在确保备用路调压橇状态正常时，PLC系统会进入调压橇故障切换模式，自动开启备用路调压橇，在备用路调压橇成功开启以后会自动关停故障路调压橇，从而实现分输的稳定性和准确性。
1.4到量停输
无人化自动分输技术采用到量停输系统来完成停止分属。
该设计模块在PLC 系统中需要设置两个参数分别为：已输百分比和停输百分比。
已输百分比是当日输气量与指定输气量的计算结果;停输百分比在操作员工站上进行设置，当已输百分比大于等于停输百分比时，无人化自动分输技术将智能分出阶段转换为到量停输阶段。
用户实行到量停输的执行顺序包括以下几个方面：
（1）工作调节阀切换为手动控制状态
（2）当工作阀切换成功以后，工作调节阀的阀位置会自动调到0%，做执行关阀操作。
（3）当工作调节阀的开度小于10%或者工作调节法，持续关阀超过两分钟以上，系统会将自动关闭调节阀。
（4）当电动阀关闭以后，若用户的停输状态在10分钟内没有成功关闭电动
阀，则系统会发出警报，需要进行人工干预。
2动分输技术的应用测试
利用无人化自动分输技术在西气东输中的35座输气站场的65家用户进行试运行，期间利用无人化分输技术进行天然气分输，并对无扰切换能力、故障切换能力、防呆控制能力，故障响应能力进行测试。
测试结果显示利用无人化自动分输技术可以有效提高输气效果，并且在试运行期间没有出现分输中断、分输输差和计量不准确等问题。
天然气超调减少15%，阀门频繁开启动作减少，准确的精度控制能够满足下游用户需求，无人化自动分输技术系统可以有效改善分输目标以及分输效果。
3束语
无人化自动分输技术能够将大量的分输工作简化为一次性人工参数设定，将后续工作中的分输工作利用SCADA系统进行自动完成。
无人化自动分输技术的应用可以优化人力资源配置，从真正意义上实现无人化自动管理，提高输气站场的自动化和智能化。
但是在實际应用过程中，无人化自动分输技术在控制逻辑上还存在着一定的局限性，对于天然气的监控功能仍然是基于固定模式的响应，在实际应用过程中无需人工干预，但是当天然气分输出现预设模式以外的状况，SCADA系统就无法正常运行，因此在未来的研究过程中需要添加智能化来作为新的方发展方向，能够对各种异常状况进行自动分析并采取自动决策，从而有效实现故障响应智能化的管理目标。
参考文献：
[1]李三民.西气东输系统的自动化管理措施[J].化工管理，2019，519（12）：144-145.
[2]白晨，孔超.西气东输站场自动化网络优化探讨[J].云南化工，2018，45（4）：180-180.
[3]梁怿，韩建强，王磊.远控自动分输系统在西气东输甘塘站的应用[J].油气储运，2013（02）：69-71.。