目前，我国管道系统的复杂度在逐渐提升，对于长输管道而言，管道沿线的情况也较为复杂，受到管道内外环境的影响，其出现安全风险问题的概率也相对较大。管道沿线附件设施的数量相对较多，部分附件设施如果采用人为控制，则容易出现误差问题，且需要的人力资源相对较多，对于人员的技能要求也相对较高，提高管线的自动化水平，有助于保障管道运行的高效性以及安全性[1]。目前，我国在管道自动化领域已经取得了较大进步，为了推动自动化水平的进一步提高，有必要对自动化技术的应用现状及未来发展趋势进行深入研究。

1长输天然气管道自动化现状分析

1.1自动控制技术现状

目前，我国的长输管道引进了SCADA系统，该系统的引入使得管道的自动化水平得到了逐渐提升，但是通过对该系统进行分析发现，其功能并不完善，在使用该系统的过程中，可以对管道的运行参数进行全面的采集，可以对管道进行自动管理以及监控，对于管道沿线的场站而言，可以实现无人值守的功能，进而使得人力资源的需求量降低，同时，还可以降低人员的工作强度，最终推动管道领域的进一步发展。事实上，由于管道运行过程中的安全影响因素相对较多，因此，管道运行对于技术的要求也相对较高[2]。

1.2仪表系统的选择及应用

仪表系统的使用对于管道的自动化运行十分重要，各种类型的仪表主要可以对管道相关参数进行采集，通过数据分析的方式，可以提高管道安全运行的效果，同时，也可以为管道调控提供数据支持。流量计是仪表系统的重要组成部分，常见的流量计可以分为3种类型，分别是孔板流量计、超声波流量计以及涡轮流量计，通过使用各种类型的流量计，可以对管道的输气量进行计量。在使用流量计的过程中，需要定期进行全面的维护以及管理，使得流量计处于高效的运行状态，降低流量监测的误差。对于超声波流量计而言，其使用的精度相对较高，且维修量相对较少，计量的误差范围相对较宽，可以应用到长输管道流量监控以及场站流量监控等多种领域。通过对能源计量领域进行研究发现，流量计量过程中容易出现交易争端问题，因此，我国已经开始对能量计量法进行全面的研究，与流量计量法相比，能量计量法的科学度相对较高[3]。除了需要对流量进行监控以外，还需要对管道运行的压力进行全面的监控，通过压力监控的方式，可以了解管道运行的压力信息，以便对管道压力进行全面的调节，在保障输送效率的前提下，全面提高管道运行的安全性，这也是防止管道出现泄漏的重要措施。随着管道长度的不断增加，管道出入口位置处的压力差距相对较大，对出入口位置处的流量以及压力进行合理的管理，可以保障管道长期处于稳定运行状态。压缩机是管道沿线十分重要的设备，压缩机的主要作用就是提高能源的输送压力，管道的长度越长，则管道沿线需要的压缩机数量越多，由于压缩机使用过程中对于能源的需求量相对较高，因此，引入节能型的压缩机也十分关键，该种类型的压缩机在使用过程中，可以避免介质温度和压力出现较大的变化，进而防止介质在管道内产生水合物，水合物的出现会引发管道堵塞问题，最终对能源的输送效率产生严重影响。压力和流量的调节不但可以提高管道运输的安全性，还可以保障下游能源供给的稳定性，最终满足用户对能源的需求。泄漏是管道运行过程中常见的风险问题，在出现泄漏问题以后，天然气浓度将会不断提升，在浓度达到爆炸极限以后，出现火灾爆炸问题的概率相对较高，管道泄漏问题不但会对管道沿线的环境产生严重的破坏，还可能引发人员伤亡问题，因此，对管道泄漏问题进行全面的监控也十分关键。气体分析仪是泄漏监测的关键仪器，该仪器主要应用在管道沿线的场站中，在场站中天然气的浓度达到一定的数值以后，系统将会发出报警，工作人员可以对场站进行全面的检查，及时发现系统泄漏问题。在管道运行的过程中，也需要对介质的质量进行全面的检查。质量检查主要指的是对介质的组成成分进行监测，在线气相色谱分析仪属于重要的质量检查设备，该设备可以对介质的组分进行全面的分析[4]。通过对管道安全风险进行分析发现，腐蚀是威胁管道安全性的重要因素，因此，管道沿线需要设置一定数量的阴保系统，该系统主要是从电化学的角度出发，对管道进行全面的保护，在阴保系统使用的过程中，如果其参数出现较大的变化，则会引发阴保失效问题，因此，也需要对阴保系统的参数进行全面的监测。在引入自控系统以后，也可以对阴保系统的参数进行全面的采集，对参数进行合理的分析，在阴保系统运行参数出现问题以后，可以对阴保系统进行合理的调节，使得阴保系统充分发挥自身作用。

1.3SCADA系统的应用

在使用SCADA系统的过程中，可以对管道系统运行的参数进行实时采集，在对参数进行全面分析的基础上，可以通过调度中心的计算机对管道运行的整体情况进行调节，该系统与终端设备以及通信系统配合使用，才能使得其作用得到充分发挥。另一方面，通过数据分析的方式也可以发现管道沿线存在的泄漏问题，对于长输管道而言，其运行的稳定性相对较强，相关参数并不会出现较大的波动。数据分析就是查看温度、压力以及流量等参数的变化情况，通过使用流动方程以及能量方程，对管道沿线的泄漏问题进行识别，该泄漏监测方法在使用的过程中也需要与SCADA系统进行连接，SCADA系统采集的相关参数需要传输到泄漏监测系统中。对于调控中心而言，主要是通过使用计算机网络对管道系统进行控制以及调节，调控中心采用了三级调控方案。一级调控系统属于中心控制系统，可以对整个管道系统的运行进行监督，同时，还可以对管道沿线的场站进行合理的控制。二级调控系统的控制权限主要由调度中心决定，该调控系统属于场站控制级别，可以发挥场站控制的效果。三级调控系统属于就地控制系统，主要是对管道运行过程中的故障问题进行监控，在管道系统出现风险问题以后，可以采取合理的应急措施，以此保障管道运行的安全性。

2长输天然气管道自动化技术应用基础

2.1构建硬件管理组织结构

硬件设施是保障管道运行自动化的重要基础，因此对硬件设施进行合理的完善十分关键。在对硬件系统进行完善的过程中，需要对管道自动化的功能进行全面分析，对硬件系统的结构进行全面的优化。同时，还需要尽可能提高硬件设施的先进性，硬件设施是数据采集质量和传输质量的重要保障。由于硬件设施的投入需要大量的资金，因此，硬件设施的完善以及升级需要考虑功能以及资金投入等多种类型的因素，最终实现管道运行最优化的目的。

2.2完善软件程序管理系统

管道沿线的硬件设施需要在软件系统的控制下才能合理的运行，因此，需要对软件系统进行合理的构建，在软件系统构建的过程中，需要对管道进行合理的区域划分，分别构建不同区域的软件系统，然后对不同的软件系统进行合理的组合，可以提高软件系统整体的完善性。软件系统主要由不同的子系统构成，可以对管道的相关参数进行采集，各个子系统采集的参数将会反馈到总管理系统中。通过对软件系统进行合理的划分，有利于提高软件系统的维护工作。

3长输天然气管道自动化发展趋势研究

3.1管道结构优化

为了全面提高管道的自动化水平，需要对传统的管道系统进行合理的优化，通过管道系统优化的方式，可以防止出现管道控制不合理的问题，在进行管道系统优化的过程中，需要对管线的排布模式进行合理的分析，逐渐淘汰管道沿线较为陈旧的设备，对硬件设备进行全面的更新以及升级。事实上，管道系统优化的主要目的就是提高自动化系统的传输性能，使得数据的传输质量以及传输效率得到进一步的提升，系统的优化工作需要以提高管道系统的运行效率以及运行安全为前提。

3.2创新自动化技术

目前，我国大多数管道运行自动化技术都是从国外引进，未来需要加大在该领域的自主研究，虽然发达国家的相关技术较为先进，但是由于我国的地理情况相对较为复杂，引进的先进技术并不一定满足我国管道运行的需求。由于管道自动化领域涉及的学科内容相对较多，因此，在进行自主研究以及创新的过程中，管道管理公司需要与科研院所建立合作关系，通过多方合作的方式，推动自动化领域技术的全面发展。

3.3提高软件性能

软件系统对于自动化控制而言十分重要，因此，需要进一步提高软件系统的性能，在构建完善的自动化程序以后，除了可以满足指令控制的需求以外，自动化系统还可以根据管道输送的任务要求，对管道运行参数进行自我优化，这是提高管道运行效率的关键所在。在实现传输自动化的过程中，需要尽可能提高通信系统的先进性，提高数据传输的效率以及安全性，在我国管网系统复杂性提升的前提下，通讯网络的复杂性也在提升，这对于通信系统提出了更高的要求。3.4引进先进经验及技术在进行自动化系统建设的过程中，需要汲取发达国家的先进经验，尽管我国管道与国外管道之间存在一定的差异，但是在引进先进经验以后，可以对国外的系统进行合理的改进，使其更加满足我国管道运行的需求，通过该措施可以缩短自动化系统构建所需要的时间，系统使用过程中的稳定性也可以得到一定的提升。

4结束语

综上所述，提高自动化水平是我国天然气长输管道未来的重要发展趋势，尽管在引入SCADA系统以及仪表系统以后，管道的自动化水平已经得到了全面的提升，但是距离实现全面的自动化仍然存在一定的差距，因此，需要对自动化领域的相关技术进行全面的创新，引进先进的自动化系统建设经验，推动我国管道输送领域的进一步发展。

参考文献

[1]刘朋.天然气长输管道国产SCADA软件发展现状及展望[J].石油化工自动化，2016，52（2）：7-10.

[2]周巍，缪全诚.关于长输天然气管道数字化无人值守站场建设的探索[J].管理科学与工程，2021，10（2）：183-187.

[3]邢建芬.天然气长输管线的自动化现状及发展前景[J].仪器仪表用户，2012，19（6）：10-14.

[4]张文喆，吕慕昊，黄天相.长输天然气管线自动化现状及发展趋势[J].化工设计通讯，2019，45（9）：37-38.

作者:万宇彪 单位:江西省天然气集团有限公司管道分公司