浅析长输油气管道工艺设备的自动控制技术
金海东
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金海东 ,. 浅析长输油气管道工艺设备的自动控制技术[J]. 天然气进展,2024.8. DOI:10.12721/ccn.2024.157079.
摘要: 长输管道设施,由于管道距离长,输送压力高,管控起来难度更大。自动化控制技术的应用,为油气管道工艺设备控制水平的提升提供了积极帮助。以下本文简要分析了自动控制技术的应用必要性,并自动控制技术在长输油气管道工艺设备中的主要应用场景进行了探讨,希望能够为你相关行业工作人员提供一定参考。
关键词: 长输油气管道;工艺设备;自动控制技术
DOI:10.12721/ccn.2024.157079
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长输油气管道作为重要的油气资源运输设施,具有不可替代的使用价值。但是如果管道控制不当或者不到位,极有可能会导致油气泄漏,进而发生火灾、爆炸等危害事故问题。自动控制技术突破了传统人工控制模式的局限性,能够在很大程度上提高设备控制的智能化水平,降低安全隐患发生几率并减少安全事故损失,具有显著的实际应用价值。

1长输管道自动控制的必要性

1.1腐蚀失效时自动控制的重要性

长输油气管道以地下敷设方式为主,长期处于阴暗、潮湿的地下环境中,管道难以避免会受到各种杂质的侵蚀,导致管道腐蚀,进而损害管道质量,影响管道功能。尤其是一些氧酸性污染物、硫化物等,会对管道造成明显的侵蚀。再者,土壤还会自带一定电阻,对管道电子类工艺设备产生一定的电流干扰,产生管道电化学类腐蚀问题。此外,土壤当中还有很多微生物成分,对于管道工艺设备也会存在不良影响。该类腐蚀问题种类繁多,采用人工方式检测和控制,需要消耗大量的人力、物力和财力,而采用自动控制技术,则可以实现二十四小时不间断监测,且不需要过多的人工介入,大大提高控制效率以及控制质量。

大大地提高工作效率。并且准确发现问题.及时解决问题。

1.2疲劳失效时自动控制的重要性

长输油气管道工艺设备在长期运行使用过程中,受到诸多方面因素影响,会逐渐出现设备老化现象,如果未及时发现并加以维护,久而久之就会出现破损,导致设备功能失效,也就是所谓的疲劳失效。比如,当管道内部温度与外界土壤温度产生较大温差时,输送介质的流量和温度也会相应发生改变,引起热应力,影响管道的物理属性;再比如,管道使用过程中,如果经常开停车或改变负荷,会导致管道内介质流动稳定性失衡,加上管道上方的外界作用力振动影响,使内部介质产生不规则的压力波动,最终形成交变应力,对管道产生较强压力,会使其发生一定程度变形。通过自动控制技术可以实时监测油气管道工艺设备的运行使用状态,并根据提前设置好的参数,在设备存在异常时第一时间进行调节处理,从而减少此类疲劳失效问题的出现。

2长输油气管道工艺设备中的自动控制技术具体应用场景

2.1管道运行过程自动控制技术的应用

自动控制技术在长输油气管道运行使用过程中的应用,主要集中在各类仪表装置以及泵设备和压缩机设备的控制方面。其中较为主要的应用场景如下:

2.1.1数据信息采集、自动化监控

自动控制技术是建立在数字技术、信息技术等先进科技的基础上形成的,数据采集是其最基本的功能。与此同时,自动控制技术可以与监控设备、传感器设备等配合使用,实现整个油气管道运行状态达到连续监测,一旦发现管道异常问题,比如管道泄漏等,能够第一时间发出报警提示,同时提供故障定位点信息,帮助管道维护管理人员迅速开展管道修复工作。对于一些比较简答的异常问题,比如压力波波动等,自动控制系统能够自动触发参数调节程序,对管道工艺设备进行参数调整,从而起到维持管道运行数据稳定的作用。相关监测以及维修数据,都会通过自动控制系统进行自动存储,技术人员可以随时进行数据信息调取和使用,以便进行有效的信息追溯,保证管道问题分析判断依据的充分性,提高故障鉴别准确度。

2.1.2管道泄露问题精准检测

在当亲技术水平下,长输油气管道的泄漏问题检测手段已经相对比较成熟,且方法也多种多样。其中超声波信号检测就是一种较为常用的、高效便捷的检测技术,自动控制技术与该技术融合应用,可以进一步提高管道泄漏检测的精确度,实现精准防控。自动控制系统通过对超声波检测设备所采集的数据进行整合和深度计算分析,能够识别出不同类型的超声波,然后再基于Dufing方程的间歇混沌与混沌特征,就可以检测出微弱正弦信号,并利用混沌阵子阵列,确认微弱信号的最大频率,最后采用锁相法,对目标超声波信号的相位等参数进行精准判断。当发现信号检测异常时,直接将信息精准地推送给终端APP,技术人员基本不需要重新再进行问题排查,大大节约了处理时间,提高了问题处理时效性。

2.1.3利用负压波准确识别管道运行状态

负压波识别是现代长输油气管道自动控制技术中一种比较先进的技术,其原理主要是利用负压信号,对管道内运输介质的情况进行检测,同时定位介质运输进度。与其他自动控制技术相比,负压波识别技术的应用较为简单,无需复杂的设备,也无需大量的管道模型,技术应用成本方面具有很大优势,因此近年来受到了人们的广泛推广。其信号识别的装置主要为传感器,系统会将负压波转换为数字信号,然后进行数字化分析处理,准确判断管道内介质状态。根据既有经验,负压波技术能够将识别精度稳定维持在200m以上,且即便微小的泄漏问题也能够被有效捕捉,问题识别率非常高。

2.2自动控制技术在管道泄露事故预防中的应用

自动控制技术在长输油气管道工艺设备中的应用,不仅是为了提高管道问题监测和处理效率,更是为了提高问题预防能力。通过利用自动控制技术配合卫星通信技术,可以实现长输袖气管道管理系统技术的革新,有效提升管道泄露预防的自动化、网络化以及智能化水平,减少泄露带来的损失以及负面影响。通过实时、全面模拟管道内部运行情况,配合自动化控制技术,可以及早发现管道的泄漏点,以便技术人员在泄露发生前,采取措施进行处理,减少泄露问题的出现。与此同时,自动控制技术与管道效率控制也有一定融合价值,可实现对管道更全面的监控,将管道运行效率对管道稳定性以及管道安全性的影响及时反馈给技术人员,以便根据管道的状态做好维修以及养护方案,维持管道长期的稳定运行。

3结语

经过以上分析阐述不难发现,自动控制技术在长输油气管道工艺设备中的应用有着十分突出的价值。未来,随着油气产品市场需求量的增加,长输油气管道设施的使用频率还会继续增加,管道运行质量控制要求也会越来越严格。相关行业工作人员应当对此引起足够重视,积极探索应用先进的自动控制技术,以促进行业长效健康发展。

参考文献

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[2] 王奕超, 李晨. 浅谈油气管道运输中的工艺设备及自动化控制[J]. 石油石化物资采购, 2021.

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