在役长输天然气站场无人值守技术改造_向林.pdf
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1、2023 年 第 4 期 化学工程与装备 2023 年 4 月 Chemical Engineering&Equipment 135 在役长输天然气站场无人值守技术改造 在役长输天然气站场无人值守技术改造 向 林,佟沅洁,王 洪(中海广东天然气有限责任公司,广东 珠海 519000)摘 要:摘 要:对长输天然气管道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,分析了长输天然气管道无人值守站改造内容,同时提出了改造建议。关键词:关键词:长输天然气管道;无人值守站;运检维一体化 1 背 景 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
2、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 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
3、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。表 1 调研公司无人化站建设情况 表 1 调研公司无人化站建设情况 序号 公司/项目 管道长度/km 站场阀室数量/座 无人化站数量/座 1 西气东输 12248 178 22 2 陕京管道 5307 80(站场)+220(阀室)20 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。
4、“西气东输”对阀室的改造中采用了橇装化设备,其他无人站基本为清管站、计量站;“北京天然气”对站场输气工艺流程进行了相关优化,多数为进出站、越站、过滤、计量,而调压流程及装置多数由下游用户自行建设,无人化站场与下游用户接气站场之间存在一定距离,且无人化站场多为用气量较小、可中断的工业用户。3 无人值守改造 3 无人值守改造 无人值守技术是利用先进的数字化及自动化控制技术,通过信息传输,在调控中心对各场站进行远程监视及控制,实现场站无人值守,定期巡检1。实现智慧站场的无人值守,应满足以下条件:3.1 设计变更与评估 公司站场原设计思路为“有人值守、无人操作”,考虑合规性,推行智慧站场前,需委托有资
5、质的设计院开展设计变更、实施方案编制等工作。根据需求,需对现有设备设施、人员配备、运维模式开展相应危险与可操作性分析(HAZOP分析)、安全完整性等级(SIL)评估,并针对现场操作、巡检维修模式和应急管理方式改变,组织进行安全现状和应急处置能力评价。3.2 功能规划与改造 结合实际,梳理调整调度中心、输气场站功能,优化数据采集及感知、设备诊断与维护、安全监测及控制、环境监测及安防,远期增加模拟仿真系统。数据采集及感知:公司于 2004 年建设,推行无人值守前,需提升场站自动化控制水平和功能安全,升级调控中心与场站控制室 SCADA 系统,进一步提高调控中心对输气场站的工艺、仪表、通讯、电气、阴
6、保、暖通、周界等系统的全面感知能力,实现数据采集及报警分级、集中控制与自动分输等功能。设备诊断与维护:推行无人值守前,需建设 1 套关键设备远程诊断及维护系统,包括计量、PLC/RTU、网络设备(包括路由、交换机等关键设备)的自动诊断、远程网络诊断,实现参数远程监视、自动分析、趋势判断等功能,延长设备使用寿命、降低故障时长。DOI:10.19566/35-1285/tq.2023.04.098136 向 林:在役长输天然气站场无人值守技术改造 安全监测及控制:推行无人值守前,需在原场站增加安全监测设施,并可对温湿度参数、暖通设备、重要负荷开关等进行远程控制和自动调节。如生产辅助用房(机柜间、U
7、PS 间、配电间、发电机房)增设温湿度变送器、高清视频监控设备,工艺装置区在可燃气体探测器基础上,增设泄漏监测设备、火灾探测设备等。环境监控及安防:推行无人值守前,需对安防系统进行改造,增强现有工业电视监控、周界、扩音、门禁系统布防数量及系统可靠性;需提高场站远程监控及报警功能,在场站工艺装置区、生产辅助用房、围墙等地方建立起 1 套环境监测及报警系统,实现对场站全面参数的监测、报警及应急信息自动处理等。模拟仿真系统:远期增加模拟仿真系统,系统主要用于模拟天然气管道实时运行工况,为管道模拟预测提供初始工况,为其他平台提供数据源或者为运行调度人员分析提供数据。调控中心的 SCADA 系统应与环境
8、监测及报警系统、关键设备远程诊断及维护系统、应急系统等系统平台实现互相通信及逻辑联锁,进一步提高管道智能化管理水力和设备预知维护水平。3.3 管理模式与体系 为满足智慧站场的无人值守建设需要,结合公司实际,将原调度、维修、操作、巡线四个职责模块,调整为:调度模块增加远程调控等职责,维修与操作、巡线模块整合为运检维一体。作业区域对运维人员和设备设施进行集中统一管理,由并原“分散驻点、运维分离”模式转变为“集中驻点、运检维一体化”模式,实现“集中调控、集中巡检、集中维保”,进一步提升区域保障与管控能力。为适应运检维一体化运营模式的管理要求,还需对体系文件进行调整,建立运检维一体化作业文件,实现区域
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