石油/管道

輸油管道（也稱管線、管路）是由油管及其附件所組成，并按照工藝流程的需要，配備相應(yīng)的油泵機(jī)組，設(shè)計(jì)安裝成一個(gè)完整的管道系統(tǒng)，用于完成油料接卸及輸轉(zhuǎn)任務(wù)。

輸油管道系統(tǒng)，即用于運(yùn)送石油及石油產(chǎn)品的管道系統(tǒng)，主要由輸油管線、輸油站及其他輔助相關(guān)設(shè)備組成，是石油儲(chǔ)運(yùn)行業(yè)的主要設(shè)備之一，也是原油和石油產(chǎn)品最主要的輸送設(shè)備，與同屬于陸上運(yùn)輸方式的鐵路和公路輸油相比，管道輸油具有運(yùn)量大、密閉性好、成本低和安全系數(shù)高等特點(diǎn)。

輸油管道的管材一般為鋼管，使用焊接和法蘭等連接裝置連接成長(zhǎng)距離管道，并使用閥門進(jìn)行開(kāi)閉控制和流量調(diào)節(jié)。輸油管道主要有等溫輸送、加熱輸送和順序輸送等輸送工藝。管道的腐蝕和如何防腐是管道養(yǎng)護(hù)的重要環(huán)節(jié)之一。輸油管道已經(jīng)成為石油的主要輸送工具之一，且在未來(lái)依舊具有相當(dāng)?shù)陌l(fā)展?jié)摿Α?/p>

如今，我國(guó)輸油管道建設(shè)如火如荼，但現(xiàn)有大型輸油管道總長(zhǎng)不過(guò)3.5萬(wàn)公里。專家預(yù)計(jì)，未來(lái)10年我國(guó)將實(shí)現(xiàn)汽油、柴油、煤油等成品油全部利用管道進(jìn)行輸送。欲要完成上述目標(biāo)，平均每年都要新建2萬(wàn)公里各類輸送管道，我國(guó)輸油管道建設(shè)將會(huì)迎來(lái)新的高潮，并將體現(xiàn)出以下特點(diǎn)：

1、向大口徑、高壓力的大型管道發(fā)展

當(dāng)其他條件基本相同時(shí)，隨管徑增大，輸油成本降低。在石油資源豐富、油源有保證的前提下，建設(shè)大口徑管道的效益會(huì)更加明顯。而提高管道工作壓力，可以增加輸量、增大站間距、減少站數(shù)，使投資減少、成本降低。因此，采用大口徑、高壓輸送是管道工程發(fā)展的趨勢(shì)。我國(guó)現(xiàn)有原油管道最大管徑720毫米，例如魯寧線，而國(guó)外最大管徑為1220毫米。我國(guó)天然氣管道直徑最大的是西氣東輸管線，直徑1016毫米，而國(guó)外最大已達(dá)到1400毫米以上。我國(guó)在管道建設(shè)的口徑和壓力上，與世界水平相比，還有較大差距。

2、采用高強(qiáng)度、韌性及可焊性良好的管材

3、管道運(yùn)行高度自動(dòng)化

摘要：現(xiàn)如今，自動(dòng)化儀表在石油化工企業(yè)中應(yīng)用是極其廣泛的，同時(shí)，人們對(duì)石油需要量逐漸增多，因此，使得石油市場(chǎng)在逐漸發(fā)展壯大?？梢哉f(shuō)，自動(dòng)化儀表是石油化工生產(chǎn)不可缺少的內(nèi)容，所以，在石油化工施工階段，必須確保自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量都符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

一、石油化工自動(dòng)化儀表概述

在我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域中，使用各項(xiàng)機(jī)械設(shè)備較多的行業(yè)主要是石油化工工業(yè)，要想使這些機(jī)械設(shè)備在應(yīng)用中體現(xiàn)其高精準(zhǔn)度以及更進(jìn)一步的自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)，科技研究人員漸漸地在研究開(kāi)發(fā)工作的過(guò)程中引入了自動(dòng)化儀表。在引入微型計(jì)算機(jī)后，自動(dòng)化儀表的測(cè)量精度高了，具有修正誤差的能力，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的控制功能。首先，計(jì)算機(jī)的軟件進(jìn)入儀表，可以代替大量的硬件邏輯電路，這叫硬件軟化。其次，微機(jī)引入儀表后，由于它的隨機(jī)存儲(chǔ)器可以記憶前一狀態(tài)信息，只要通電，就可以一直保存記憶，并且可以同時(shí)記憶許多狀態(tài)信息，然后進(jìn)行重現(xiàn)或處理。

現(xiàn)如今，自動(dòng)化儀表在石油化工企業(yè)中應(yīng)用是極其廣泛的，自動(dòng)化儀表是一工程項(xiàng)目。石油化工應(yīng)用自動(dòng)化儀表主要包含三個(gè)階段，即設(shè)計(jì)、施工以及調(diào)試。在每個(gè)階段中，都要求有較強(qiáng)的專業(yè)性以及附屬性，應(yīng)該全面考慮自動(dòng)化儀表選型的科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)學(xué)以及先進(jìn)性等要求。

二、石油化工中自動(dòng)化儀表的設(shè)計(jì)工作分析

1、當(dāng)前自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題分析

當(dāng)前，在石油化工企業(yè)中，自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)還存在諸多問(wèn)題，不管是什么樣的問(wèn)題我們都必須引起高度重視，特別是對(duì)于細(xì)節(jié)方面的問(wèn)題，必須及時(shí)消除安全隱患，以免使問(wèn)題再擴(kuò)大。因此，企業(yè)的相關(guān)人員必須要挖掘出自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)出現(xiàn)的問(wèn)題，這樣一來(lái)，才可以及時(shí)改正問(wèn)題，從而不斷完善自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)。

在自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們首先要對(duì)用戶負(fù)責(zé)，把用戶利益放在第一位。所以，設(shè)計(jì)人員應(yīng)從用戶角度出發(fā)，選擇更為合理的自動(dòng)化儀表類型。但是，在實(shí)際生活中，自動(dòng)化儀表生產(chǎn)商難以做到從用戶角度來(lái)考慮問(wèn)題，這樣一來(lái)，石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)必須要從用戶角度來(lái)考慮問(wèn)題，要求設(shè)計(jì)儀表必須滿足企業(yè)生產(chǎn)的需求。

2、自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)要注意的問(wèn)題

自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該全面考慮自動(dòng)化儀表選型的科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)學(xué)以及先進(jìn)性等要求。此外，還要全面考慮到運(yùn)行費(fèi)用，主要結(jié)合控制系統(tǒng)和檢測(cè)點(diǎn)的重要程度，始終堅(jiān)持設(shè)計(jì)性和先進(jìn)性統(tǒng)一的原則，從而最終選擇合理的自動(dòng)化儀表類型。

三、自動(dòng)化儀表在石油化工發(fā)展中的應(yīng)用

1、溫度儀表

通常情況下，石油化工企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備都要有指示控制的，要求溫度范圍在-40―100攝氏度范圍內(nèi)，像瀝青之類可能更高，為了提高計(jì)量精度，大部分選用接觸式測(cè)量，由雙金屬溫度計(jì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水銀玻璃溫度計(jì)，并選用溫度變送器作為遠(yuǎn)儀表

2、壓力儀表

由于壓力儀表和安全使用有著密切的聯(lián)系，因此，已經(jīng)受到高度的重視。一般情況下，壓力范圍0―30MPa。壓力變送器作為壓力監(jiān)測(cè)的智能設(shè)備，可將測(cè)得參數(shù)精準(zhǔn)的上傳到相關(guān)設(shè)備如：流量計(jì)算機(jī)、壓力控制器、ESD閥門等，作為連鎖邏輯運(yùn)算的重要參數(shù)，大大提高了工作生產(chǎn)效率。目前計(jì)量級(jí)的壓力變送器，測(cè)量精度可達(dá)到0.04%。

3、物位儀表

在石油化工企業(yè)中，常常要采用液位測(cè)量方法，測(cè)量和被測(cè)物體的性質(zhì)有緊密的聯(lián)系，目前應(yīng)用較多的為雷達(dá)液位計(jì)、伺服液位計(jì)、磁致伸縮液位計(jì)、靜壓式液位計(jì)等。測(cè)量方式主要分為靜壓式、電容式、激光式等，這已經(jīng)在石油化工企業(yè)中得到了普遍應(yīng)用。一改以往只靠人工投遞卷尺測(cè)量液位的傳統(tǒng)做法，提高了工作效率。

4、計(jì)量?jī)x表

計(jì)量?jī)x表是石化行業(yè)溫、壓、液(位)，流四大參數(shù)中內(nèi)容最豐富的一個(gè)門類。從控制的角度看穩(wěn)定和優(yōu)化是兩大永恒的主題，都要用流量來(lái)考核。而流量本身與流體及管道的關(guān)系又很大。儀表安裝規(guī)定: (1)就地安裝的儀表應(yīng)安裝在沒(méi)有強(qiáng)烈振動(dòng)且便于維修的管道上。(2)安裝前應(yīng)對(duì)檢測(cè)元件、流量取源部件進(jìn)行外觀檢查，并及時(shí)按照設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和制造標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定測(cè)量、驗(yàn)證其制造尺寸。(3)安裝前進(jìn)行清洗時(shí)，應(yīng)防止損傷檢測(cè)元件，在管道上安裝的流量?jī)x表和檢測(cè)元件，應(yīng)在管道試壓、吹洗后安裝。

5、分析儀器和在線過(guò)程分析儀

從工藝上看，生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)溫度、壓力、流量、液位等工藝參數(shù)的保證，只是間接保證最終產(chǎn)品或中間產(chǎn)品的質(zhì)量合格，所以對(duì)過(guò)程中物料成分的直接分析和對(duì)最終產(chǎn)品的成分分析是非常重要的。又從環(huán)境保護(hù)的角度看，排放的物質(zhì)的成分也是要分析和在線監(jiān)測(cè)的。總之，對(duì)于分析儀器和在線過(guò)程分析儀的需求是迫切的。除去需求旺盛外，分析儀器的高科技含量，特別是對(duì)多學(xué)科配合要求高等。使得近年來(lái)分析儀器的科研和應(yīng)用投入力量大，主要有液相色譜、氣相色譜、質(zhì)譜、紫外及紅外光譜、核磁、電鏡、原子吸收及等離子發(fā)射光譜、 電化學(xué)等分析儀器。

6、執(zhí)行器

執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)構(gòu)成。石化行業(yè)經(jīng)常使用的是氣動(dòng)執(zhí)行器、少數(shù)液動(dòng)執(zhí)行器，其中氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥又是最常使用的，還有少數(shù)氣動(dòng)活塞、氣動(dòng)長(zhǎng)行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)。氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥與電氣閥門定位器配合使用，所以新一代智能式電氣閥的定位器的使用，可以幫助改善調(diào)節(jié)閥性能。調(diào)節(jié)閥在系統(tǒng)中的重要性自不待言。調(diào)節(jié)閥的特性計(jì)算、標(biāo)準(zhǔn)制定、測(cè)試驗(yàn)證及設(shè)計(jì)選用，一直是關(guān)鍵技術(shù)。

四、石油化工自動(dòng)化儀表控制的優(yōu)化

在現(xiàn)代控制論的推動(dòng)下，各種智能化算法應(yīng)適而生，其中除智能PID控制器外。多變量控制已在煉油、石化行業(yè)開(kāi)始進(jìn)入生產(chǎn)實(shí)際階段，它以DCS為基礎(chǔ)，可以是獨(dú)立的。也可以是一個(gè)軟件包，它與多變量動(dòng)態(tài)過(guò)程模型辨識(shí)技術(shù)，軟測(cè)量技術(shù)有關(guān)，多采用測(cè)控與PID串級(jí)控制相結(jié)合方式等。目前在煉油廠中應(yīng)用較多。同時(shí)，石化企業(yè)正在由一個(gè)裝置一個(gè)控制室逐步過(guò)渡成數(shù)個(gè)裝置一個(gè)控制室或全廠一個(gè)中央控制室，而且最終是以CRT或LCD屏幕顯示為主，輔以少數(shù)顯示儀表和指示燈，從鼠標(biāo)、鍵盤操作為主，輔以觸摸屏及少數(shù)旋鈕和按鈕，工業(yè)電視攝像頭攝取的畫面也由專用屏幕逐步納入以DCS操作站的屏幕。

五、石油化工自動(dòng)化儀表的安全系統(tǒng)

石化裝置由于大型化，連續(xù)化及工藝過(guò)程復(fù)雜，易燃，易爆，對(duì)環(huán)境保護(hù)要求高等原因，安全性要求日益提高，一般由DCS等設(shè)備完成安全連鎖保護(hù)的方法．在某些企業(yè)已經(jīng)不能滿足要求，所以緊急停車系統(tǒng)(ESD)等在DCS之外單獨(dú)設(shè)置?，F(xiàn)在自動(dòng)化IEC615ll的安全儀表系統(tǒng)(SIS)，正是為了進(jìn)一步滿足石化企業(yè)的需求。SIS是專門的工程解決方案，它連續(xù)在線運(yùn)行，當(dāng)偵測(cè)任何不安全過(guò)程事件時(shí)。能夠立即采取行動(dòng)，以減輕可能造成的損失。功能安全還應(yīng)結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)度、安全指標(biāo)、安全完整等級(jí)(SIL)等，正確選用SIS系統(tǒng)，目前國(guó)內(nèi)僅有石油化工緊急停車及安全連鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)作為依據(jù)。

六、石油化工自動(dòng)化儀表的發(fā)展趨勢(shì)

從上述分析可知，目前各類型的自動(dòng)化儀表無(wú)論是從儀表種類設(shè)計(jì)還是功能性上都較傳統(tǒng)儀表更具優(yōu)勢(shì)，更加可靠，尤其是在石油化工生產(chǎn)效率和規(guī)模隨著生產(chǎn)力發(fā)展不斷提升的形勢(shì)下，為了利于集中控制和集中管理，可選用工業(yè)微機(jī)或可編程序控制器(PLC)等數(shù)字控制系統(tǒng)；三是以插入式為代表的自動(dòng)化儀表安裝程序也會(huì)日益變得簡(jiǎn)便。

七、結(jié)語(yǔ)

石油化工行業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，直接影響著國(guó)計(jì)民生和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的其他部門。而在化工生產(chǎn)過(guò)程中自動(dòng)儀表的控制技術(shù)日益深入，對(duì)生產(chǎn)起著越來(lái)越重要的作用。隨著自動(dòng)化儀表的控制技術(shù)應(yīng)用范圍與規(guī)模的不斷擴(kuò)大，控制技術(shù)也將會(huì)邁入一個(gè)更高的階段。到時(shí)他對(duì)石油化工企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益作用會(huì)更加有效、更加明顯。

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