独乌原油管道投产过程中的远程调控

摘 要：在原油管道投产过程中，远程调度有助于管道顺利投产。以独乌（独山子-乌鲁木齐）原油管道投产过程为例介绍了远程调控的工作内容。在管道投产前控制中心进行离线仿真模拟投产过程，投产过程中监测管道参数，控制管道设备，收集并分析投产过程中的数据。

关键词：原油管道 投产 远程调控

中图分类号：TU81 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（c）-0087-02

管道远程调控是利用管道的SCADA系统（数据采集与控制系统）与站控系统，在远离管道与场站的控制中心实时监测并控制设备的状态。在原油管道的投产过程中，远程调控可以有效、及时指挥现场作业人员进行作业，保障管道内流动安全、设备正常投运。随着我国油气管道信息化程度的提高，管道投产中远程调度的作用将越来越大。2006年中国石油集团成立了北京油气调控中心，集中管理、远程调控中石油所属长距离油气管道。独乌管道输送从中亚国家进口的原油，是我国西部一条重要的原油管道，于2012年12月初顺利投产。笔者以独乌原油管线投产过程中的远程调控为例，介绍原油管道的投产工艺、投产时控制方案、远程调控的作用以及工作内容。

1 独乌线投产与控制方案

1.1 投产方案

独乌管道起点为独山子泵站，终止于乌鲁木齐末站，线路长231 km，管径610 mm。全线共设2座工艺站场以及截断阀室7座（编号依次为1#-7#）。投产范围包括原油管道、独山子原油首站、乌鲁木齐原油末站、干线阀室及附属配套设施。管道投产采用常温输送空管投油，油头前充氮气，在油头出站后发送一个带跟踪器的清管器。投产分三个阶段进行：管道部分充氮、管道投油、不同输量下的管道试运。2012年11底，管道开始投产，12月初，投产顺利完成。

投产时，独山子泵站与1#阀室之间的管道充满氮气，注氮口选择在独山子分输泵站发球筒上侧放空管线处，1#阀室放空阀处排放空气。该氮气段长度约为30.14 km，在氮气置换完毕后，独山子原油首站启泵对管线进行充油，充油300 m3以后发送一个带跟踪器的清管器，在充油过程中位于高点的2#、6#、7#阀室排气，消除管道中的不满流。乌鲁木齐原油末站作为氮气的集中排放点，待油头到达乌鲁木齐原油末站后再运行72 h，投产结束。

1.2 管道的控制方案

管道的控制级别分为三级：中心控制、站控控制与就地控制，中心控制由北京调控中心和廊坊备用调控中心实施。投产过程中采用中心控制，具备远程控制条件的设备都置于远控状态，故障或正进行维护不具备远控条件的设备置于就地状态。投产过程中调控中心掌握控制权，但经调控中心同意后可以由中控切换到站控或就地控制。

在北京主调度控制中心由于各种原因不能对本条原油管道沿线的各个远方监控点实施监控时，备用控制中心将自动或人工接管系统监控权，并与北京主调度控制中心功能一致。各工艺站场的站控系统（SCS）作为管道SCADA系统的现场控制单元，对站内工艺变量及设备运行状态进行数据采集、监视控制及联锁保护。除完成对所处站场的监控任务外，同时负责将有关信息传送给调度控制中心或备用控制中心，并接受和执行其下达的命令。在正常情况下，北京调度控制中心对全线各工艺站场和线路截断阀通过SCS、RTU（远程终端控制系统）进行远程监视、控制、调度和管理。当数据通信系统或控制中心主计算机系统发生故障或/和发生意外事故时，各站控制系统独立承担本站的站场级控制功能。

2 投产过程的远程调控

2.1 远程调控的作用

北京主调度控制中心主要完成管道投产过程数据采集、监视、各种流程的自动切换、生产设备联锁保护、顺序控制、紧急关断、全线ESD保护等任务。在控制中心，调度人员能够24小时不间断监测管道与设备的状态，及时发现投产过程中存在的异常情况。在投产前，对投产过程中的水管道与设备的状态进行离线模拟，并对调控人员进行培训，保证工作人员高效、准确的判断投产过程中管道与设备的状态。在投产时，调控中心直接控制沿线场站以及阀室的设备，能够防止现场出现各种原因引起的误操作。及时收集、汇总、分析投产中各参与单位汇报的信息，向指挥人员汇报，并在有需要时向现场作业人员下达指令。据投产方案以及指挥人员指令控制沿线各场站以及阀室的阀门、输油泵等设备的开启以及开度，保证信息通畅与指令下达及时。

2.2 投产前准备

在管道投产之前，调控中心成立专门的投产调控组，并组织人员完成中控调度的各项岗前培训及考核取证工作（包括理论培训、模拟操作、现场学习和跟班培训），为承担管道运行调度做好准备。同时完成管道模拟仿真培训，培训内容包括启输、增量、减量、停输等正常工况操作，以及干线阀关断、调节阀故障、泄漏、甩泵等紧急工况操作。根据投产方案，在油头到达乌鲁木齐末站后，将选择三种不同的输量进行联合试运，利用离线仿真系统，分别对这三种工况进行了模拟，并将仿真系统与投产方案的模拟结果进行了对比，离线仿真模拟结果误差较小（小于3%）。通过培训与仿真模拟，调度人员的业务水平能够得到保障，可以掌握投产过程中管道的水力特点，能及时发现、处理投产中出现的问题。

2.3 投产过程中的远程调控

投产过程持续数天的时间，在此期间，调控中心掌握控制权，远程操作、调试设备，及时发现设备的机械故障以及控制软件中的问题，并引导现场工作人员消除故障，保证投产后管道设备的正常运转以及运行调度的顺利进行。另外在管道出现紧急情况时，按照预案快速采取措施。如11月30日调控中心启动独山子泵站2#泵失败，原因为电机软启动柜16 s超时，后现场将软启动柜电流设置进行了修改，泵顺利启动。

12月1日独山子泵站1#泵在控制中心的电流显示不正常，后检查因为接线错误导致，在1#泵停泵后修改后恢复正常。在12月2日根据现场情况调整独山子泵站流量，保证原油在白天到达乌鲁木齐末站。

2.4 投产过程的数据收集与分析

在投产中，调控中心收集各作业方作业的状态以及调控中心无法监测的数据，最终形成完整的投产过程记录材料，并对所收集的参数进行分析，判断管道的运行状态。如在投产过程中，需要跟踪氮气头以及清管器的位置，而反映这些界面位置的参数无法直接远传到控制中心，必须由现场工作人员将数据汇报到控制中心，控制中心再判断界面的位置。

氮气头的跟踪为根据排气点中氧气的浓度判断，在管线沿线的排气口可以检测气体中氧气的含量，含氧量采用便携式气体检测仪检测，检测结果不能远传。在氮气头到达排气点以前，排出的气体中氧气的与空气中的相同。在氮气头到达后，氧气浓度逐渐下降，在纯氮气段经过时，排气口排放的氧气含量为0。在2#，6#，7#以及乌鲁木齐末站监测管道中排出气体中氧气的含量。如6#阀室监测人在不同的时间汇报阀室排气口氧气的浓度，11·30日20：51，氧气浓度为20.1%；12·1日8：30，氧气浓度仍为20.1%；在12·1日11：23，氧气浓度降为19.0%，调控中心判断此时氮气头已经过该阀室。

清管器的跟踪为通过监测清管器通过各个监测点的时间判断。在管道沿线设置十余处清管器监测点，由现场工作人员驱车沿线追踪。由于清管器速度远小于车速，故工作人员可以提前赶到检测点等待清管器的通过。调控中心人员根据现场工作人员的报告，便可判断清管器的位置，进而可以分析清管器的速度，评估清管器后部原油的窜漏情况。在清管器追踪过程中也出现了一些问题，如由于外界高压电干扰，个别监测点检测设备工作不正常，无法监测清管器的通过，而且由于大雪，不得不放弃个别监测点。

3 结语

在原油管道投产过程中，远程调度能够提前进行仿真模拟，并组织专业的调度人员，提前进行人员培训、保证工作人员的专业水平；能够收集分析各方面的信息，同时起到联系指挥人员以及现场工作人员纽带的作用，保证了信息上传下达的通畅；能够及时检测、控制管道的运行，有助于管道的顺利投产。

建议：在排气点安装能够连续检测并远传的含氧量检测仪表，以连续监测含氧量变化，以精确的判断氮气头经过阀室的时间。清管器监测点选择应避开有外界干扰源的地点，建议在检测点安装自动设备，在清管器通过时可以向调控中心发送信号，不仅可以检测清管器通过各检测点的时间，同时可以减少工作人员的工作量。