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)的油泵機組，設(shè)計安裝成一個完整的管道系統(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，是石油儲運行業(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，與同屬于陸上運輸方式的鐵路和公路輸油相比，管道輸油具有運量大、密閉性好、成本低和安全系數(shù)高等特點。

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距離管道，并使用閥門進行開閉控制和流量調(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，且在未來依舊具有相當(dāng)?shù)陌l(fā)展?jié)摿Α?/p>

如今，我國輸油管道建設(shè)如火如荼，但現(xiàn)有大型輸油管道總長不過3.5萬公里。專家預(yù)計，未來10年我國將實現(xiàn)汽油、柴油、煤油等成品油全部利用管道進行輸送。欲要完成上述目標(biāo)，平均每年都要新建2萬公里各類輸送管道，我國輸油管道建設(shè)將會迎來新的高潮，并將體現(xiàn)出以下特點：

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，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。我國現(xiàn)有原油管道最大管徑720毫米，例如魯寧線，而國外最大管徑為1220毫米。我國天然氣管道直徑最大的是西氣東輸管線，直徑1016毫米，而國外最大已達到1400毫米以上。我國在管道建設(shè)的口徑和壓力上，與世界水平相比，還有較大差距。

2、采用高強度、韌性及可焊性良好的管材

3、管道運行高度自動化

摘要：現(xiàn)如今，自動化儀表在石油化工企業(yè)中應(yīng)用是極其廣泛的，同時，人們對石油需要量逐漸增多，因此，使得石油市場在逐漸發(fā)展壯大?？梢哉f，自動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，必須確保自動化儀表設(shè)計和施工質(zhì)量都符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

一、石油化工自動化儀表概述

在我國工業(yè)領(lǐng)域中，使用各項機械設(shè)備較多的行業(yè)主要是石油化工工業(yè)，要想使這些機械設(shè)備在應(yīng)用中體現(xiàn)其高精準(zhǔn)度以及更進一步的自動化運轉(zhuǎn)，科技研究人員漸漸地在研究開發(fā)工作的過程中引入了自動化儀表。在引入微型計算機后，自動化儀表的測量精度高了，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，計算機的軟件進入儀表，可以代替大量的硬件邏輯電路，這叫硬件軟化。其次，微機引入儀表后，由于它的隨機存儲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，并且可以同時記憶許多狀態(tài)信息，然后進行重現(xiàn)或處理。

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

二、石油化工中自動化儀表的設(shè)計工作分析

1、當(dāng)前自動化儀表設(shè)計存在的問題分析

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

在自動化儀表設(shè)計過程中，我們首先要對用戶負責(zé)，把用戶利益放在第一位。所以，設(shè)計人員應(yīng)從用戶角度出發(fā)，選擇更為合理的自動化儀表類型。但是，在實際生活中，自動化儀表生產(chǎn)商難以做到從用戶角度來考慮問題，這樣一來，石油化工企業(yè)設(shè)計人員在設(shè)計時必須要從用戶角度來考慮問題，要求設(shè)計儀表必須滿足企業(yè)生產(chǎn)的需求。

2、自動化儀表設(shè)計要注意的問題

自動化儀表設(shè)計過程中，應(yīng)該全面考慮自動化儀表選型的科學(xué)性、經(jīng)濟學(xué)以及先進性等要求。此外，還要全面考慮到運行費用，主要結(jié)合控制系統(tǒng)和檢測點的重要程度，始終堅持設(shè)計性和先進性統(tǒng)一的原則，從而最終選擇合理的自動化儀表類型。

三、自動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，為了提高計量精度，大部分選用接觸式測量，由雙金屬溫度計代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水銀玻璃溫度計，并選用溫度變送器作為遠儀表

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)測的智能設(shè)備，可將測得參數(shù)精準(zhǔn)的上傳到相關(guān)設(shè)備如：流量計算機、壓力控制器、ESD閥門等，作為連鎖邏輯運算的重要參數(shù)，大大提高了工作生產(chǎn)效率。目前計量級的壓力變送器，測量精度可達到0.04%。

3、物位儀表

在石油化工企業(yè)中，常常要采用液位測量方法，測量和被測物體的性質(zhì)有緊密的聯(lián)系，目前應(yīng)用較多的為雷達液位計、伺服液位計、磁致伸縮液位計、靜壓式液位計等。測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量液位的傳統(tǒng)做法，提高了工作效率。

4、計量儀表

計量儀表是石化行業(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)安裝在沒有強烈振動且便于維修的管道上。(2)安裝前應(yīng)對檢測元件、流量取源部件進行外觀檢查，并及時按照設(shè)計數(shù)據(jù)和制造標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定測量、驗證其制造尺寸。(3)安裝前進行清洗時，應(yīng)防止損傷檢測元件，在管道上安裝的流量儀表和檢測元件，應(yīng)在管道試壓、吹洗后安裝。

5、分析儀器和在線過程分析儀

從工藝上看，生產(chǎn)過程中對溫度、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，所以對過程中物料成分的直接分析和對最終產(chǎn)品的成分分析是非常重要的。又從環(huán)境保護的角度看，排放的物質(zhì)的成分也是要分析和在線監(jiān)測的?？傊瑢τ诜治鰞x器和在線過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，特別是對多學(xué)科配合要求高等。使得近年來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)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)構(gòu)成。石化行業(yè)經(jīng)常使用的是氣動執(zhí)行器、少數(shù)液動執(zhí)行器，其中氣動薄膜調(diào)節(jié)閥又是最常使用的，還有少數(shù)氣動活塞、氣動長行程執(zhí)行機構(gòu)。氣動薄膜調(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)閥的特性計算、標(biāo)準(zhǔn)制定、測試驗證及設(shè)計選用，一直是關(guān)鍵技術(shù)。

四、石油化工自動化儀表控制的優(yōu)化

在現(xiàn)代控制論的推動下，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)開始進入生產(chǎn)實際階段，它以DCS為基礎(chǔ)，可以是獨立的。也可以是一個軟件包，它與多變量動態(tài)過程模型辨識技術(shù)，軟測量技術(shù)有關(guān)，多采用測控與PID串級控制相結(jié)合方式等。目前在煉油廠中應(yīng)用較多。同時，石化企業(yè)正在由一個裝置一個控制室逐步過渡成數(shù)個裝置一個控制室或全廠一個中央控制室，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)化及工藝過程復(fù)雜，易燃，易爆，對環(huán)境保護要求高等原因，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之外單獨設(shè)置?，F(xiàn)在自動化IEC615ll的安全儀表系統(tǒng)(SIS)，正是為了進一步滿足石化企業(yè)的需求。SIS是專門的工程解決方案，它連續(xù)在線運行，當(dāng)偵測任何不安全過程事件時。能夠立即采取行動，以減輕可能造成的損失。功能安全還應(yīng)結(jié)合風(fēng)險度、安全指標(biāo)、安全完整等級(SIL)等，正確選用SIS系統(tǒng)，目前國內(nèi)僅有石油化工緊急停車及安全連鎖系統(tǒng)設(shè)計作為依據(jù)。

六、石油化工自動化儀表的發(fā)展趨勢

從上述分析可知，目前各類型的自動化儀表無論是從儀表種類設(shè)計還是功能性上都較傳統(tǒng)儀表更具優(yōu)勢，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)展不斷提升的形勢下，為了利于集中控制和集中管理，可選用工業(yè)微機或可編程序控制器(PLC)等數(shù)字控制系統(tǒng)；三是以插入式為代表的自動化儀表安裝程序也會日益變得簡便。

七、結(jié)語

石油化工行業(yè)是國民經(jīng)濟的重要組成部分，直接影響著國計民生和國民經(jīng)濟的其他部門。而在化工生產(chǎn)過程中自動儀表的控制技術(shù)日益深入，對生產(chǎn)起著越來越重要的作用。隨著自動化儀表的控制技術(shù)應(yīng)用范圍與規(guī)模的不斷擴大，控制技術(shù)也將會邁入一個更高的階段。到時他對石油化工企業(yè)提高經(jīng)濟效益作用會更加有效、更加明顯。

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