西氣東輸公司所轄管網具有多氣源、多用戶、用戶需求種類多的特點，供氣保障難度高，站場管控壓力大。為了降低站場運行風險，提高管網運營效率，西氣東輸公司基于建設期和運行期數據，利用 SCADA 系統(tǒng)自動控制和巡檢系統(tǒng)自動感知的能力，形成集中巡檢、集中監(jiān)視的高效管控模式，實現站場分輸遠程自動控制，創(chuàng)新性地開展智能巡檢、壓氣站一鍵啟停、流量計智能檢定等工作，推動輸氣管道站場管理智能化轉型，使站場運營管控效率顯著提升。

1、站場集中巡檢與監(jiān)視管控

為了不斷提高勞動效率，西氣東輸公司在提高設備設施運行可靠性的基礎上，創(chuàng)新性地實施集中巡檢、集中監(jiān)視措施。

集中巡檢旨在優(yōu)化巡檢質量與巡檢次數，其核心在于兩個方面：

①聯(lián)合巡檢，即由站場負責人組織在崗人員，按照規(guī)定的巡檢要求，對所屬站場的生產運行、工藝狀態(tài)、設備設施狀況進行全面檢查，并開展維護維修工作；

②重點巡檢，即由值班人員對重要運行參數、關鍵輸氣設備、重點區(qū)域按照相關巡檢要求進行重點檢查，提高巡檢質量，強化站場設備設施維護保養(yǎng)，提高設備設施本質安全水平。

集中監(jiān)視是指采集站場關鍵工藝設備的報警數據，并上傳至上海生產調度中心，以上海生產調度中心為主、站場為輔，對設備設施異常狀態(tài)進行監(jiān)視。西氣東輸公司研發(fā)了 10 類集中監(jiān)視系統(tǒng)，包括火氣系統(tǒng)、管道保護系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、緊急停站 ESD、工藝系統(tǒng)、計量系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、自動化系統(tǒng)、通信系統(tǒng)及閥室報警系統(tǒng)。站場采集各系統(tǒng)報警點數據并上傳至上海中心系統(tǒng)，上海生產調度中心收到數據后，按照西北、華東及中南 3 個調度臺分區(qū)管理，采用每天 24 h 值班模式， 對站場設備設施的異常狀態(tài)進行遠程集中監(jiān)視、集中管理、快速響應。該措施改變了中國管道行業(yè) 40 年來站場每天 24 h 人工值班的傳統(tǒng)模式，解放了基層員工， 提高了勞動效率。目前，西氣東輸公司已有 163 座站場實行集中監(jiān)視管理模式，節(jié)省了站場操作員大量精力，有助于操作員更加高效地投入維護維修、崗位練兵工作中，穩(wěn)步提升了員工風險辨識、風險管控、應急處置 3 種能力。該措施使站場工作重心由運行監(jiān)視轉變到設備設施維修維護上，使設備設施故障、誤操作日均報警率低至 0.01％，關鍵設備完好率達到 99.79％。

2、分輸智能控制

輸氣站場分輸支路一般利用調節(jié)閥進行壓力/流量控制。但由于各站場建設時期不同，自控要求存在差異，對分輸用戶的流量控制要求不明確，導致部分輸氣用戶的分輸支路未設置流量調節(jié)設備或流量調節(jié)設備不能滿足精確調節(jié)的要求。隨著天然氣分輸站場逐年增多、用氣規(guī)模逐年增大，對天然氣分輸精度提出了更高要求。為了實現對各管道分輸用戶日指定操作的嚴格控制，將天然氣智能分輸研究提上日程。

通過持續(xù)優(yōu)化，西氣東輸公司改造了分輸站場的SCADA 系統(tǒng)程序，實現了站場用戶分輸控制由人工主導向智能控制的轉變。采用恒壓控制法、剩余流量平均法、日不平均系數法及到量關閥 4 種模式，自主完成 413 條分輸支路、15 種控制功能的升級改造，不斷提升控制模塊的自適應性、高匹配性，推動分輸全過程無人介入、無人干預，自動執(zhí)行啟/停輸、啟/停站、計量/ 調壓系統(tǒng)故障切換等關鍵操作，實現分輸遠程控制、一鍵啟停、故障切換、自動分輸，在提高站場運行可靠性、穩(wěn)定性的同時，大大減少了操作人員的工作量。

3、壓氣站“一鍵啟停”

一鍵啟停技術是將壓氣站的分散控制整合為集中控制，將站場啟、停操作升級為全自動控制，通過壓氣站工藝設備及壓縮機工藝流程全自動化控制改造、控制系統(tǒng)配置優(yōu)化、站控與壓縮機控制系統(tǒng)深度融合、壓縮機輔助系統(tǒng)整合等優(yōu)化措施，實現以下功能：壓氣站壓縮機組及輔助設備一鍵啟停，工藝流程一鍵導通，轉速、負荷一鍵設定，運行/停止、冷備/熱備機組一鍵切換以及機組一鍵并退提示。

為了使壓氣站復雜工藝的操作簡單化，減少人為干預造成的誤操作，提高壓氣站的安全水平，西氣東輸公司對中衛(wèi)、高陵 2 座已建壓氣站進行一鍵啟停功能改造，是中國首次對進口燃驅壓縮機組進行試點改造。以高陵壓氣站為例，通過對壓縮機控制系統(tǒng)增加機組熱備控制、壓力設定值梯度設定、禁止加載控制、維持并網控制、自動并退網控制、站控系統(tǒng)轉速控制，實現了壓縮機控制系統(tǒng)功能優(yōu)化。通過站控系統(tǒng)與壓縮機控制系統(tǒng)控制器的通訊，將壓縮機全部數據上傳至站控系統(tǒng)，實現站控系統(tǒng)對壓縮機控制系統(tǒng)的全面監(jiān)視， 主要包括報警監(jiān)測、數據查看、啟停機過程監(jiān)測等。通過判斷各機組輸出功率、平均負荷、平均裕度等關鍵數據，提示運行人員需要增啟或減停機組，實現智能增減機組功能試運行。通過部署可視化平臺，搭建本地數據庫，將壓縮機組、生產動態(tài)、運維巡檢、一鍵啟停等相關數據進行集中展示。

4、流量計智能檢定

為了提高天然氣流量計檢定作業(yè)的安全性、質量水平以及檢定效率，西氣東輸公司提出 2 種仿真方法與1種三層結構智能控制器技術，建立了一套智能檢定系統(tǒng)。智能控制器作為智能檢定系統(tǒng)的核心，打破了傳統(tǒng)檢定過程工控與數據處理系統(tǒng)之間的通訊障礙，將多系統(tǒng)數據與指令融合互聯(lián)、實時交互，實現了與檢定相關設備的全智能控制。同時，智能控制器作為智能檢定系統(tǒng)的決策中心，通過建立檢定工藝輸入、輸出參數的復雜智能控制器模型，運用神經元網絡、專家經驗等多種方法，可以給出智能精準控制決策。

西氣東輸公司流量計智能檢定控制器由 1 個界面、2 套模型、3 個控制階段組成。

（1）1 個界面是指系統(tǒng)集成現場流程判斷、工況分析、閥門動作及調節(jié)方案的計算分析，整個系統(tǒng)僅用一個簡單界面作為人機交互接口。該界面主要用于啟動控制和緊急制動，其他操作全部由系統(tǒng)自動完成。

（2）2 套模型是指智能檢定系統(tǒng)內部包括 2 套模型：一是工藝仿真水力機理模型，主要用于現場工藝系統(tǒng)流動形態(tài)的全面預測；另一個則是系統(tǒng)動態(tài)控制機理模型，依據工藝流程、流量計口徑、目標流量點、進出站壓力參數，通過多種智能算法計算調節(jié)閥門開度組合方案，與水力機理模型配合開展策略驗證。

（3）3 個控制階段是為實現流量的精確控制，采用4路調節(jié)閥的開度組合，完成從 7～15 000 m3/h 流量調節(jié)的控制方案?？刂品桨赣?3 個階段組成：

①準備階段，主要完成當前流量點所需站場工藝的自動導通；

②初步調節(jié)階段，即從起始狀態(tài)將系統(tǒng)流量快速調節(jié)至被檢流量點附近；

③精確調節(jié)階段，根據流量偏差，通過調整 4 路調節(jié)閥的最優(yōu)動作，將實際流量調節(jié)至被檢流量點5％偏差之內。

目前，該智能檢定系統(tǒng)已在南京計量測試中心廣州分站成功應用，與人工檢定方式相比，智能檢定系統(tǒng)節(jié)約了大量的勞動力，提高了檢定精度。

5、巡檢智慧化及票卡電子化

西氣東輸公司管網已實現智能化巡檢及電子化票卡系統(tǒng)的站場全覆蓋、作業(yè)類型基本全覆蓋。日常巡檢實現軌跡化、電子化、智能化，智能巡檢系統(tǒng)中同時嵌入一票兩卡，實現崗位作業(yè)標準化、電子化；通過數據分析智能統(tǒng)計，確保日常巡檢及時到位，問題隱患精準發(fā)現、維護作業(yè)精準推送。此外，西氣東輸公司的智能化巡檢及電子化票卡系統(tǒng)引入物聯(lián)網技術，應用防爆 PAD、人員卡及 WIFI 無線基站，對站場、管道、閥室等高風險作業(yè)區(qū)域進行許可管理，不僅將紙質的作業(yè)票電子化，還將作業(yè)全過程管理信息化，從風險評估、作業(yè)申請、作業(yè)審批、作業(yè)實施、作業(yè)關閉 5 個環(huán)節(jié)實現對現場作業(yè)的全流程精細化管控。

光子瑞利科技（北京）有限公司，自主研發(fā)的光纖偵聽傳感技術，可以通過對已有或新建的普通光纜中的任意一根備用纖芯進行監(jiān)測，單臺單路設備可以實現最長50公里光纜沿線周圍振動聲音的采集和還原，單臺雙路設備監(jiān)測長度可長達100公里的分布式實時在線監(jiān)聽。同時結合大數據及智能AI識別技術，通過對聲音的智能識別與復核，彌補傳統(tǒng)振動光纖預警誤報高的缺點，在油氣管道防入侵、防破壞、防盜采等方面有極好監(jiān)測效果；另有管道地埋光纜定位儀，可對地埋非金屬光纜的斷纖點、光衰點、盤纖長度、盤纖位置、路由走向、地埋接頭盒等實際地下位置精準定位，解決了OTDR只能探測光纜皮長位置，無法快速找到地埋位置的難題，普通光纜都可實現，不受金屬鎧裝光纜的條件限制，不需要電子標識器的配合識別，僅需對地面進行多次敲擊，即可快速找到故障點。該技術在軍事國防、煤礦、電力、鐵路等領域也都有廣泛的使用需求。

編輯：fqj