油气管道仪表自控系统的全生命周期管理

油气管道仪表自控系统的全生命周期管理

李效彪

（华东管道设计研究院江苏徐州221008）

摘要：随着我国整体经济的快速发展，人们生活水平的不断提高，对于能源的需求与日俱增。随着现代科技的飞速发展，SCADA系统已经在油气长输管道的过程中得到了广泛的应用，并且对于油气运行的长输管道都已经纳入到了中心的控制当中，充分展现了自动化技术的优势。

关键词：油气管道仪表自控系统；全生命周期管理

引言

油气是我国现代化建设中最重要的基础能源。如何在油气管道EPC建设模式下做好自动化系统的管理、确保管道的平稳高效运行，是油气管道自动化管理的重点。根据目前的管理经验，应做好油气管道自动化系统的设计管理、工程建设管理、运行管理三方面工作。

1自动化系统的设计管理工作

在EPC建设模式下，工程项目的建设单位需要对工程建设项目的设计、采购、施工以及运行等进行全方面、全过程的承包。并且在工程的费用签订合同之后，也会对工程质量以及安全和进度等负责。所以在设计管理的各个流程环节中，管道运行单位都应该参与到自动化系统的方案确定中。在可行性研究阶段，运行单位需要对管道预期的各种情况进行设计预测评审，构造出自动化系统的层级、控制数据以及级别等；在初步阶段，运行单位需要根据确定的方案进行配套的设计、分析，并确定各种所需要的设备，以及对可行的操作原理进行详细的审查，并确定各个位置各个流程都得到保证，确定准确无误；在采购阶段，运行单位需要根据惯例和控制要求，对要采购的各种设备进行技术和数据方面的审核，并要提出详细的技术要求和指标，避免采用的设备出现不合理的情况；在施工图阶段，运行单位要根据施工现场的具体情况进行设计，并在设计完成后对其进行详细的全面的核对，一定要认真仔细，逐一核对，确保无误。

2自动化仪表的特点

油气输送管道涉及到的自动化仪表主要围绕管道压力、管道液位、管道流量、管道成分以及管道温度等参数进行设置。管道上安装的这些自动化仪表与其他控制系统等配合共同完成这些参数的控制及测量，其作用十分重要，因此，为保证自动化仪表在复杂条件下能够安全平稳运行，做好复杂条件下仪表的接地工作就是其中一项必要手段。

3自动化系统工程建设管理

3.1制定企业标准施工

对各个环节流程进行标准的制定，例如：制定控制机柜集成及安装标准、竣工验收及测试标准等，在标准和规范制定完成后，要严格按照国家和企业的标准进行施工，确保项目的高效完成。

3.2采用自动化系统技术监理制度监管施工过程

对管道工程的全面验收、调试、检测需要的最核心的是自动化系统的合理、规范的控制程序，而这种内在的系统在整个工程建设和后期移交都没有对其进行验证，所以说这项控制核心是非常重要的，并且需要较高的技术性和专业性，因此需要配备专业的高素质自动化技术人才到工程建设的现场去制定技术监理方案。并对整个工程的各个程序进行规范、指导和测试，并对发现的问题进行及时的监督整改。技术监理工作在管道建设工程中是一个开创性的模式，通过实践证明这种技术监理程序对工程建设具有极大的促进作用。

3.3仪表保护接地

通常情况下，保护接地一般都是针对电压高于36伏或者接触高于36伏电压的设备采取的一种保护措施。接地线的横截面积可选择4mm2至16mm2，施工中接地线系统的导线的材质一般选用多股绞合铜芯的黄绿接地线等绝缘电缆或电线。保护接地的作用是保护人身安全和设备安全，一般分为两种，一种是防静电保护接地，一种是防雷保护接地。（1）防静电接地，一般情况下，对于未做保护接地且电压在36伏以下的仪表设备，尤其是油气生产和输送等对静电敏感场所的仪表设备在未做防雷接地的情况下，都需要进行防静电接地。以上就是站场内无阴极保护电流所用到的接地方式。（2）防雷接地，防雷接地一般只针对安装了现场雷电浪涌保护器的现场仪表进行的保护措施。对于没有安装这种雷电保护器的仪表无需进行防雷接地。

3.4SIS的主要功能

①站场紧急放空。当站场发生火灾时，SIS能立即进行报警，经人工确认后，通过安装在装置边界和逃生通道上的火灾按钮、控制室内的火灾按钮以及调控中心远程启动紧急切断和放空命令，启动该命令后系统先关闭进出口阀门，然后打开放空控制阀放空。②站场紧急关闭。当站内管线出现大量气体泄漏，SIS系统能立即进行报警，经人工确认后，可通过安装在装置边界和逃生通道上的ESD按钮或者控制室内的按钮启动紧急切断，启动该命令后系统关闭站场进出口阀门。③超压保护系统。出站阀前设置了3台压力变送器，采取3选2的表决机制，当压力超高时切断气源，确保对下游供气的安全性。

3.5PLC程序模块化编程

由于之前的PLC控制程序存在一定的问题，所以现在需要对模块化进行全新的编程。并且也要求各个集成商对PLC程序的编制过程按照同一的标准进行编制，这样在下一层的设备进行编程时就可以直接调用，即保证了高度的统一性，也简化了编程的过程，使得编程的结构变得更加清晰以及标准化，同时也方便了日后的运行和维护。

3.6严格要求自动化工程的竣工验收和资料移交

为了解决管道投产运行后长期缺乏维护资料的问题，制定了竣工资料验收及交接的制度，在投产运行权移交后逐步对自动化系统工程的功能进行测试验收，收集最终的系统资料，以便于开展正常的运行维护。将自动化系统工程的验收分为工厂验收、现场验收、交接验收和竣工验收共四个阶段，在每个阶段对相应的工程量进行验收，对相应的问题整改情况进行验证，同时移交相应的工程资料。自动化系统工程的竣工验收早于整个管道项目的竣工验收，其时间确定在管道正常投产运行72h后的一个月内进行。

4自动化系统运行管理

（1）定期维护和年度测试，管道在正式投入运营后，需要对其进行适时的保养、日常测试以及故障的及时处理等。一般维护保养分为：一个月、六个月以及十二个月等三个不同的维护时间。并且一个月维护只需要分公司的工作人员和维修队；六个月和十二个月的分公司集体的维护力量进行开展工作。除此之外，公司每隔年都会对其进行检测，将各个功能系统都进行测试，以确保设备的正常运行，同时也能够保证数据收集的准确性。（2）定期检测与评估，为了确保自动化系统的高效安全的运行，进行定期的检测和评估是必不可少的。一般是3~5a检测一次，并对其进行全方面的评估，将存在的问题以及修缮的建议等以书面形式记录下来，以作为后期进行改建的依据。对于新建的管道系统，需要在投产后的第二年进行检测，以确保工程的质量，对发现的问题要及时交给建设单位，以便进行及时的修整。

结语

本文通过对油气管道仪表自控系统的全生命周期管理的分析探讨可知，无论是设计、工程建设还是运行仍然存在着一定的不足，仍需要科研人员的努力钻研和相关工作人员的不断实践。

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