第十四章 油气管道运行自动化.ppt

* 2009-02-17 输油管道设计与管理 第十四章 油气管道运行自动化 油气管道输送课程 第二部分 * 第十四章 油气管道运行自动化 14.1 概述 输随着电子计算机、仪表自动化技术、通信技术及信息技术的发展，目前国外已广泛采用“监控与数据采集系统（Supervisory Control And Data Acquisition，简称SCADA系统）”来完成对天然气管道输送的自动监控和自动保护，并已成为管道自动控制系统的基本模式。本章介绍了SCADA技术在天然气管道上的应用，同时，也对自动化输气管道的运营管理作了简要介绍。 * 第十四章 油气管道运行自动化 14.2 天然气管道的自动调节系统 自动化水平较高的输气管道在有关站场一般均设置有自动调节系统，用来调节管道工艺运行参数，保证管道在设置的允许工况范围内安全平稳地运行。自动调节系统主要由调节闹与调节阀配套的电动、气动、电液联动或气液联动执行机构以及检测被调参数的仪表等组成。 以压力调节为例，天然气管道自动调节系统进行自动调节的原理和过程为： 1）天然气管道调度控制中心的操作员从控制系统的人机界面（简称监控终端）上设置被调压力设定值。 * 第十四章 油气管道运行自动化 2）调度控制中心主机系统模拟量数据库中对应于设置设定值的一个模拟量输出（Analog Output，简称 AO）点，将该设定值输出传送给站控系统。站控系统一般为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，简称 PLC），也可为远程终端单元（Remote Terminal Unit，简称 RTU）。 3）站控系统PLC（或RTU）中的PID（比例—积分—微分）自动调节程序将接收到的设定值与通过压力变送器检测到的压力现行值进行比较，再根据两数值之差（偏差）的大小和PID特性参数设置情况确定调节输出信号的大小。 * 第十四章 油气管道运行自动化 4）站控系统PLC（或RTU）将调节信号（一般为4～20mA直流电流信号）通过模拟量输出（Analog Output简称AO）模板中的一个模拟量输出通道（简称AO通道）输出传送给压力调节系统的执行机构，该执行机构根据收到的调节信号大小决定压力调节阀的开度大小，从而进行开阀调节或关阀调节。 5）一旦压力调节设定值设置完成，上述第3和第4项将由站控PLC（或RTU）连续不断地执行，从而实现实时自动调节。 * 第十四章 油气管道运行自动化 在管道自动化系统的控制权限设置为由站控系统控制的情况下，压力调节设定值只能由站控系统的操作员从站控系统的监控终端上设置，设定值直接进入站控PLC（或RTU）的PID调节程序。在控制权限设置为由调度控制中心控制的情况下，压力调节设定值只能由调度控制中心的操作员在调度控制中心的监控终端上设置，其工作过程与上述第1至5项相同。 * 第十四章 油气管道运行自动化 在管道天然气管道不同站场的自动调节系统略有不同，主要有四种情况。 压气站进、出站压力及输气流量调节 进气支线进入主干线的气压调节 分输重线分输压力的自动调节 输气干线或分输支线未站气压的自动调节 * 第十四章 油气管道运行自动化 14.3 天然气管道的自动计量系统 输气干线首站、末端以及进气支线首站及分输支线末端等，均需设置自动计量系统。对于输气公司而言，干线及进气支线首站的自动计量系统用于买气计量，而干线及分输支线末站向城镇用气大户供气的自动计量系统则是用于卖气计量。 自动计量系统的工作原理是，站控系统将现场检测到的瞬时流量实时传送给调度控制中心的主机系统；主机系统将按收到的瞬时流量值（按较短的时间间隔）连续地存入其历史数据库中；主机系统实时运行的自动计量程序从历史数据库中取出相关瞬时流量数值进行数据计算处理（如累积计算）；进而得出从某时刻开始后一小时，一天，一月，甚至一季度或一年内的累计买气量或卖气量。 如果输气管道有关站场的站控PLC（或RTU）配置容量较大或配有专门用于计量计算的计算机，则上述自动计量计算过程可以在站控系统完成，不需在调度控制中心完成。 * 第十四章 油气管道运行自动化 14.4 天然气管道工艺运行参数的自动监测 自动监测天然气管道工艺运行参数（包括设备运行参数）是自动化输气管道监控与数据采集系统的基本功能之一。不同的工艺站场需要进行自动监测的工艺运行参数及设备运行参数也不尽相同，主要有以下四种情况。 干线或进气支线首站 分或支线首站 中间压气站 干线或分输支线末站 * 第十四章 油气管道运行自