压气站装上了“智慧大脑”

■ 丁嘉亦

随着智能化水平的不断提高，全自动化、数字化不断走进人类生活，通过各种“思维”来应对世界变化。然而，就像人类的自主行为需要依托高度智慧的大脑一样，中国石油压气站的智能化、类人化也需要一颗“智慧大脑”。

科普压气站

压气站是指装有天然气增压设备的站场。在油、气田内部设置的压气站称矿场压气站，它将低压天然气增压后送往气体处理厂进行脱硫、脱水、脱二氧化碳，并回收液化石油气、天然气等，使气体达到商品天然气气质要求。

长距离天然气管道起点的压气站称起点压气站，俗称首站。它接收处理厂的商品天然气，经除尘、计量、增压后输往下一站。中间压气站设于管道沿线，用以补充气体沿天然气管道流动时所消耗的压力能，将天然气按要求的流量输至管道终点。

“压气站”是天然气长输管线的必备设备。通常，天然气长输管线每隔100至200公里设有一个由多台压缩机组构成的“压气站”。如同“心脏”，通过不断加压保证天然气长距离输送。

“智慧大脑”串联多项新技术

在中国石油管道公司技术服务中心，为压气站配备“智慧大脑”的研究工作已开展了很长一段时间。让压气站实现人工智能一键启停一直是热门话题，而技术服务中心的自动化技术人员就把这个想象中的愿景变为了现实。

在盖州压气站，一名调度员轻松按了一下启动按钮，压气站便开始了正常运转。 相比之下国内大多数压气站采用的是调度人员进行站场流程的导通、辅助系统的启停等，要求调度人员数量充足、经验丰富、技术水平高。这不仅需要启动多台机组，还需要人为判断系统参数，步骤较多，相当繁琐。

这就好像每天晚上下班回家，一进家门要先开灯然后再开电视再打开空调，需要一项一项完成。现在我们给这些电子设备安装了一个“智能大脑”，只需要按一次按钮就能同时打开家里所有的电子设备，省去了以往一项一项开启的繁琐程序。

如何串联起这些辅助系统实现一键启停？看似简单，实际上包含了太多技术含量。做到一键启站要求辅助系统及压缩机单台机组均能实现一键启机功能，各种报警条件必须满足要求，压缩机控制系统和站控系统要进行深度融合，压缩机负荷分配技术要保证多台机组按顺序启动时的各种要求。

不仅如此，一键启站还实现了多项技术创新，如模块化编程，方便程序读写，提升程序编制效率，缩短了现场调试时间；还有站控系统架构优化；对照机柜上进线的模块对机柜进行优化设计；建立了多台压缩机负责分配算法，使得机组通过自动加减载技术获得动态的负荷平衡，为一键启停站打下坚实的基础。

盖州压气站在国内长输管道压气站领域，是首个实现管道控制系统软件和硬件全面国产化的站场。PCS作为中石油自主研发的SCADA应用软件，在盖州站控系统得到了充分检验，单站管理点数达到5500点，画面数量160余幅，其功能与可靠性完全满足现场控制要求。另外，国产PLC也是首次在长输管道压气站进行应用，开创了国内自主产权PLC在长输管道压气站作为站控系统、压缩机控制系统核心应用的先例。

“智慧大脑”是实现无人值守的基础

给压气站植入一颗“智慧大脑”，并不是简单意义上代替人的劳动，它既能对站场流程及压缩机组启停过程中的条件、过程变量和调节参数进行实时的客观判断和调节，又能降低因人为主观错误判断和失误操作等导致的风险，提高压气站启停过程的安全。

投产前进行气体检测

以往的人工启停过程严重依赖有经验的调度或操作人员，因为在启动机器的过程中需要观察油温、压力等各种参数变化，稍有不慎或者观察不到就容易启机失败。给压气站加装“大脑”后，所有需要调节的参数只需一名工作人员在调度室对着电脑远程操控，真正意义上实现了一个鼠标就能解决的智能化。以前需要十个人花费一个小时完成的工作，现在只需要一个人花费一分钟就能完成。一键启停站就是实现天然气长输管道压气站无人值守功能的重要基础。

事实上，选择盖州压气站作为一键启停站技术的试点有着非常重要的意义。盖州压气站工程是国家重点项目之一，也是解决华北地区“冬季气荒”的民生工程。工程建成投产后对改善东北和华北天然气供给矛盾、促进优化全国及区域天然气管网系统的季节调峰起到应急保障作用。盖州压气站推广应用了国产新技术，不但提高了压气站的安全性，还大大节省了成本。相比进口设备来说，压气站控制系统全面国产化后综合降本约30%，其中PLC硬件降本约40%，PLC软件使用免费。我们在控制系统国产化实施过程中保证质量、兼顾降本，国产化的实施对工控系统的安全有着至关重要的作用。