油气管道仪表自控系统的全生命周期管理.pdf

第 3 4 卷第 1 2 期 2 0 1 5 ． 1 2 建设 管 理 油气管道仪表 自控系统的全生命周期管理 贾立 东 ’ 尤 小 东 张 玉 蛟 ’ 王辉 。 唐 岩 1中国石油天然气股份有限公司管道分公司生产处 2 中国石油 天然 气股 份有 限公 司管道分 公 司长 庆输 油气 分公 司 3青海油 田采油二厂 4中国石油天然气股份有限公司管道分公司加格达奇输油气分公司 摘要 当前 S CA DA系统 已在 长 输 油气 管道 获得 广 泛 的应 用 ， 中国石 油集 团公 司运 行 的 长输 管道 基 本 都 纳入 了北 京 油气 调控 中心 集 中控 制 ，充 分体 现 了 自动 化技 术的 优 势 。随 着 管道 自动 化程 度 的 不 断提 高 ，管道 建 设 密度 不 断 加 大 ，如何 在 设 计 、建设 施 工 、运 行 管理 等 方 面把 好 质 量 关 ，保证 管道 建 成后 正 常 运行 成 为 自动 化 管 理 的主 要 目标 。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 、J - 程 建设 管理 、运 行 管理 三方 面工作 。 关键词油气管道 ；自动化系统 ；E P C 建设模式 ；管理 ；检测 d o i 1 0． 3 9 69 1 i ． i s s n． 1 0 0 6 -6 89 6． 2 01 5 ． 1 2 ． 0 2 5 随着 长输 油气 管道 的建 设 和发 展 ，国内油气 输 送 骨 干 网已基本 形 成 ，部分 地 区 的联络 管线 已比较 完 善⋯ 。当前 S C A D A系统 已在长 输油 气 管道 获得 广 泛 的应 用 ，中国石 油集 团公 司 运行 的长 输管 道基 本 都 纳入 了北京 油气 调控 中心集 中控 制 ，充分 体 现 了 自动 化 技 术 的优 势1 2 3 o 如何 在 油 气 管 道 E P C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 系统设计管理 在油气管道 E P C 建设模式下 ，项 目建设单位按 照合 同约定对工程建设 项 目的设计 、采购 、施 工 、 试运行等实行全过程或若干 阶段的承包 。通常在 总 价合 同确定 的前 提 下 ，对 所 承包 工程 的质 量 、安 全 、费 用 和进 度 负 责 。 因此 ，在设 计 的各 个 阶段 ， 管 道运 行单 位都 应 该参 与管 道 的 自动化 系统 相关 方 案 的确 定 。 在 可行 性研 究 阶段 ，运 行 单位 要根 据管 道 预期 运 行 的方式 、输 量 、设备 选 型 、资 金投 入 等 情 况 ， 对 可 研 方 案 进行 评 审 ，构造 出 自动 化 系统 的层 级 、 管 道控 制 的数 据流 向以及 控制 级别 。在 确 定控 制层 级和 方式 的基 础上 ，对 通信 质量 提 出要 求 。 在初 步设 计 阶段 ，运 行单 位 根据 确定 的工艺 方 案 及 流程 ，提 出配 套 的控 制要 求 。对基 于 等压 头设 计 的管道 ，应 在 管道 水力 分析 的基 础上 进 行各 站场 不 同等级 压力 保 护定 值 的确定 ，完善进 站 、出站压 力保 护 的执 行 内容 ，核 实分输 管 道 、注入 管 道 的配 套 控制 原则 。对 基 于事 件预 控设 计 的管道 ，应 确定 水 击超 前保 护实 现 的方式 、水击 保护 通信 方式 及要 求 、泄压系统的定值。在此 阶段需要对操作原理进 行详 细 审查 ，确 定输 油 泵 、压缩 机 、调节 阀 、变频 器等主要设备的控制方式和控制逻辑 ，以及计量 回 路 、过滤器 回路 、调压回路等 自动切换和保护的逻 辑 ，对 各站 场的数 据 流 向及 传 输 内容进行 完 善 。 在采购阶段 ，运行单位需要根据管理和控制要 求 ，对要 采 购 的各类 仪表 变送器 、执行 机构 、液 位 计 、流 量计 等 、S C A D A系统 、站 控 系统 、泄漏 监测 系 统等 技术 规格 书 和数 据单 进行 审核 ，提 出详 细 的技 术要 求 和技 术指标 ，以避 免采 购 的设备 不满 足控 制 要求 。 在 施工 图 阶段 ，运 行单 位应 根据 现场 实 际的情 况 如征地 、供 电、建筑空间 、已有设备及管道敷 设情况等对控制室的设置 、机柜间的预 留、电缆 走 向等 进行逐 一 核对 。 2 自动化系统工程建设管 理 2 ． 1 制 定 企业标 准 指导 施工 制 定控 制机 柜 集成 及安 装标 准 、竣工 验 收及测 试 标 准 ，分 别 对 现场 布线 、机柜 集 成 、功能 测 试 、 现 场调 试 等方 面进 行规 范 ，在遵 守 国标 和行标 的基 础 上 ，把 企业标 准 中更 加严 格 和细致 的规定用 于 工 程 项 目管理 。 2 ． 2 采 用 自动化 系统 技术 监理 制度 监管 施工 过程 任 何管 道工 程 的验 收 、调试 、运 行检 测 中 ，所 看 到 的都 是 自动化 程序 实现 的 功能 ，都 是显 而易 见 的设备 动 作和 控制 。而其真 正 的核 心 内容 ，比如 内 部 的控制 程 序 、逻 辑 的合 理性 、程 序 的规范 性 、程 油气 田蟪 面工 程 h t t p ／ ／ ww w． y q -I d mg c ． c o r n 6 5 第 3 4 卷第 l 2 期 2 0 1 5 ． 1 2 建设 管理 序 漏洞 等都 无法 验证 。 自动化 系统 工程 在整 个 管道 工 程 中就 是“ 黑 匣子 ” 工 程 ，是 彻底 的 “ 隐 蔽 工 程” 。在工程建设和移交过程中 ，始终没有涉及对 其 内核 的验 证 。 自动 化 系统 的 内核 对 于管道 生产 来 说非常重要 ，程序编制质量的高低决定 了管道控制 的安全 性 、可靠 性和有 效性 。 由于专业性和技术性太强 ，需要派 自动化技术 专 业人 员 到工程 现场 ，制 定技 术监 理 方案 。在 工厂 集 成 、实验 室 编程 、控制 机 柜集成 、工厂 测试 与验 收 、现 场调 试与 验 收 、交 接测 试 与验 收多个 阶段 进 行技术把关 ；对控制程序进行规范 、指导和测试 ， 对机柜集成存在 的问题进行监督整改 ；对实验室测 试 和 现场测 试方 案 进行 审查 ；对调 试 存在 的 问题进 行跟踪 ；对交接验收进行验证 ，对交接资料进行规 范 ；监 督 系统集 成 商按 照工 程计划 进 度完 成相 应 的 工作任 务 。 技 术 监理 工作作 为一 个 开创性 的模式参 与 到管 道建设 中，在管道建设期 间能将 自动化系统的硬件 和控制 程 序规 范化 和标 准化 ，对 保证 工期 具有 极 大 的促进 作 用 。 2 ． 3 P L C 程序 模块 化编 程 过去 的项 目P L C控 制程 序 由不 同 的系统集 成 商 完成 ，所编的P L C控制程序方法不一，对运行维护 人员读程序 、改程序造成了严重的影响 ，为此对 自 动化工程提出了模块化编程的要求。要求各集成商 在 P L C程 序编制 过 程 中对 同一类 设 备 如 阀门 、输 油泵 、调节 阀等 的控 制 编制标 准 子程 序 ，其他 设 备使用时直接调用 ，同时对 于程 序及数 据点的命 名 ，数据 点 的类 型 、注释 等提 出 了统一 的标 准 。这 样既简化 了程序编制过程 ，减少 了多余 的程序代 码 ，使 程序 的结 构更 加清 晰 ，又提 高 了程序 的可 读 性和标准化程度 ，便于 日后的运行 和维护。 2 ． 4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 7 2 h 后 的 一 个 月 内进行 。 3 自动化系统运行管理 3 ． 1 定期 维护 和年 度测 试 管 道在 正 常投运 后 ， 自动化 系统 的 主要工 作是 E t 常保养 、测 试 和故 障处理 。运行 的管 道 自动化 系 统 维 护标 准 分 为 日常 维 护 、1 个 月维 护 、6 个 月 维 护 、1 2 个 月 维 护 。其 中 日常 维 护 由输 油 气 站 运 行 人 员 开 展 ； 1个 月 维 护 由 站 场 所 属 分 公 司 的 维 抢 修 队进行 维护 ；6 个 月 和 1 2 个 月 维护 由所 属 分 公 司 的生产 科 组 织分 公 司 的维 护 力量 开 展 。每 3 年 对 站 场 控 制 功 能 测 试 一 次 ，每 年 对 R T U阀 室 进 行 一次远 程 开关 测试 。每 年 的检测 与控 制 中心 的联 合测试 同步进行 ，并对现场仪表进行校准和检定 ， 以保证采集数据的准确性。 3 ． 2定期检 测 与评估 为确保 自动化系统安全运行 ，每3 5 年对运行 管 道 的 自动 化 系 统进 行 一 次检 测 ，评 估 其 完好 性 、 完 整性 、符 合性 、功 能性 等 ，对存 在 的问题 提 出建 议 ，并将检测评价 结果和建议作为下年投资 的依 据 ，从 而能 彻底 地对 存 的 问题 进行 问题 整 改 。对于 新建管道 ，在投产后次年进行检测 ，以确认建设工 程 的 质量 ，并将 检测 发 现 的问题 提交 建设 单 位进行 整 改 。 4 结 语 针对管道 自动化系统的设计管理 、工程建设管 理 、运行 管理 三个 方面 存在 的不 足 展开深 入 分析 并 制 定 对策 ，至 今 已取得 了多 项成 果 ，避免 了很 多 因 施 丁 质 量 问题 的重 复投 资 。但 在 E P C建 设模 式 下 ， 应 通 过积 极 的沟通 ，使 运行 单位 和建 设单 位 能够 在 建设 期 间建立 有效 的协 调 机制 ，确 保运行 单 位 的深 人参与并保障工程的预期进度 。 参考 文献 [ 1 】 黄 维 和 ． 油 气 管 道输 送 技 术 ⋯ ] ． 北 京 石 油 工业 出版 社 ， 2 O 1 2 1 3 ． [ 2 ] 温建 ．原 油长输管道 S C A DA系统维 护内容及要点浅析Ⅲ．化工 自动化及仪表 ．2 0 1 1 ，3 8 1 O 6 5 6 8 [ 3 】 黄东潮 ，袁 满仓 ，金翔龙 ．天 然气长输管道 S C A D A系统 『 J I．油 气 田地面工程 ，2 0 1 1 ，3 0 5 6 9 - 7 0 f 4 ] 马 向民 ，张翼 ，刘 向榆 ，等 ．浅议 E P C总承包模式在 中国石 油 工程建设体系 中的应用l J 】 _中国科 技信 息 ，2 0 0 6 8 8 1 - 8 2 ． [ 5 ] 刘俊发．工程项 目管理模式实施中存在的问题及其发展趋势『 J J l科 技情报 开发与经济 ，2 0 0 5 ，1 5 1 1 5 - 6 ． [ 第 一作 者 简介 ] 贾立 东工 学 学士 学位 ，2 0 0 5 年 7 月毕 业 于 中国石 油 大 学 华 东 ，从 事仪 表 自动化 技 术管 理 、新技 术推 广等 工作 。 0 3 1 62 1 7 0 4 7 4 、 g d c q j l d p e t r o c h i n a ． c o m， C r l 收 稿 f ] 期2 0 1 5 0 3 2 7 栏 目主 持焦 晓 梅 一 66 油气 田地 面工 程 h t t p ／ ／ www． y q t d mg c ． t o m