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摘要：文章以成品油管道工程自控系统设计为研究对象，首先对开展成品油管道工程自控系统设计的必要性进行了探讨分析，随后从水击检测保护等角度入手，分析讨论了成品管道工程自控系统设计，以供参考。
关键词：成品油；管道运输；自控系统设计
前言
成品油管道在按照不同的顺序进行不同成品油运输时，很容易受故障问题影响，导致水击现象发生，最终会为成品油运输质量与安全带来非常严重的影响。基于此，有必要对成品油管道工程自控系统设计进行探讨分析，从而能够实现对故障问题的监控，确保成品油能够安全顺利的运输，保障成品油运输质量。
一、开展成品油管道工程自控系统设计的必要性
当下成品油管道工程与原油管道工程、天然气管道工程相比，自身在实际运行过程中，需要考虑多方面的问题，否则将会对整体成品油运输安全带来严重影响。例如针对于各泵站、阀室串联运行的长距离管道设计，由于整条管线不同组成部分互相连接，最终形成一个密闭的水力系统，一旦该系统某部分流量或压力出现异常变化，将会牵一发而动全身，导致全线操作都会发生变化，比如流量或压力变化会引起水击波，这种破坏性较强的水流冲击波通常会沿着管道进行传播，很容易导致部分管段超压，最终引发管道炸裂，从而对于成品油的运输安全带来极为严重的影响[1]。而对于成品油管道而言，其作为输送不同油品的重要载体，只有做好对管道的安全监测控制，顺利完成对混油界面的跟踪，并能够结合不同种类的运输油品，做好及时的油品分输与混油界面的切割，才能够更好地保证油品运输安全与油品输送的质量。相较于发达国家而言。我国在成品油管道控制方面，仍有着一定的差距。基于此，有必要结合某成品油输油管道工程，严格按照国家标准规范，进一步加强对成品油管道工程自控系统设计，从而有效缩短与发达国家的差距，并为成品油管道工程自控系统设计积累宝贵的经验。
二、成品管道工程自控系统设计分析
（一）SCADA成品油管道工程自控系统结构分析
为了更好地把握成品油管道系统运行动态，保障其运行安全，通过运用SCADA控制系统，实现对管道混油界面的实时跟踪与监控，基于不同的站场，均能够进行系统的逻辑控制，实现管道泵超压保护，从而有效降低“水击”对管道带来的破坏影响，保护管道运油安全。SCADA控制系统组成并不复杂，主要由三部分组成，分别是调度控制中心、各站控系统以及阀室 RTU系统，其中对于调度控制中心而言，主要负责进行各站控系统与RTU上传数据的接收，并能够结合实际，做好数据分析，最终实现对成品油管道自动化控制和调度管理。
（二）水击超前保护系统
成品油长输管道系统作为显著的特征便是“连续统一性”，一旦期间某个站出现故障问题，比如泵机组突然停运、阀门异常开启或关闭等，那么这些故障影响将会产生连锁效应，最终引发水击现象。同时在同一条管道内，根据不同的顺序进行不同油品输送过程中，在不同油品交替界面，如果混油速度出现异常变化，那么混油段在进入泵中时，会导致泵的特性出现突变，最终也会产生水击问题。针对于上述问题，一般会在进站与出站主干线位置处，做好压力调节阀的设置，从而能够结合实际，来实现对进出站压力的控制，有效降低水击现象的影响。但如果在管道运行中，控制压力的阀门出现故障，无法进行压力调节，就需要借助SCADA控制系统的水击超前保护功能，实现对运输管道的有效保护。该功能一般由SCADA控制系统设置好的逻辑进行自动控制[2]。
该保护程序的目标为：在整个油品输送线路之中，若不存在超压点，泄压阀不会进行动作，如果外输泵出口压力高出预警值，便会直接自动停泵，从而确保外输压力不会超出管道整体系统的限度；如果进站压力达到了预警值，能够自动启动泄放阀，及时对水击现象进行泄放。上述自动化控制反应非常灵敏，一般响应时间在0.1s内。
当下共有两种泄压阀应用比较广泛，一种是先导式泄压阀，一种是氮气式泄压阀，其中先导式泄压阀阀门整体结构组成比较简单，安装过程也并不复杂，但由于该泄压阀导管比较细，因此针对于一些黏性比较大的油品，很难从导管中顺利通过，因此只适合成品原油的泄放。若需要泄放原油，则需要采用氮气式泄压阀。
（三）混油界面的检测
在采用运输管道进行成品油运输时，针对于混油界面，需要进行及时的检测与切割，同时还要做好不同油品的分输，才能有效保证油品运输的安全性与质量。本文提到的成品油管道运输工程运输的是汽油和柴油，针对于汽油的标号确定，主要通过辛烷值高低，而柴油标号的划分，则是以其凝固点温度为依据，上述两种油品类型的鉴定均与密度没有直接的联系。并且由于在同一个炼油厂中，在一段时间内均采用的是同一种基础油，因此相同种类但不同标号的油品密度也大致相同。
针对于混油界面检测，本工程采用两种方式，一种是采用密度计检测，主要应用于汽油与柴油混合运输的情况，因此这两种油品属于不同种类，密度差异较大；还有一种是光学界面仪监测方式，主要应用于密度大致相同的油品检测，比如相同种类不同标号的需要应用该种检测方式。
在本工程中，将密度计撬检测应用于站内，密度计撬与SCADA控制系统相连，而在站内及站外，各设置有一套光学界面仪，用于混油界面检测与切割，当混油界面通过光学界面仪设置的传感器时，会自动进行信号发送，同时与光学界面仪相连的SCADA会在第一时间接收到信号，并给予操作人员提示，混油界面距离站内还有5至10min的时间，随着混油界面不断逼近，会触发另一套光学界面仪的传感器，此时SCADA控制系统会在第一时间发送指令，控制开关阀进行自动切油操作[3]。
（四）管道模拟仿真与泄露检测
SCADA控制系统还具有仿真模拟与泄漏检测功能，从而能够在第一时间发现油品泄露的位置，还能够实现油品泄露位置的精准定位，从而及时排除安全隐患，降低经济损失。同时SCADA系统所具备的仿真模拟系统有着多种模型，比如订单模型、前景预算模型、培训模型等，通过利用这些模型，能够对油品的生产调配运输进行模拟，有利于提前发现安全隐患问题，实现生产流程的优化、例如借助SCADA控制系统的仿真模拟模型，能够建立一个专门的管道流体实时瞬态模型，然后向模型中输入实际生产时的一些关键参数，并驱动模型运行，从而能够有效模拟管道流体运输的状态变化，提前预计到达时间，帮助工作人员更好的进行切油操作。不仅如此，利用该功能，还能够实现管道泄漏检测与定位，从而为成品油管道运输安全提供良好的保障。
总结：综上所述，成品油管道运输工程在实际实施过程中，经常需要考虑诸多问题，一旦中间系统部分出现故障，将会对整体管道运输系统带来严重的影响。因此为有效解决这一问题，需要引入成品管道工程自控系统，通过分析该系统的设计与应用，能够有效提升成品油运输的质量与水平。
参考文献：
[1]何超 田永山 马志敏.控制方式对成品油管道水力设计方案的影响[J].石油天然气学报2014（36）：185.
[2]张鹏飞.成品油长输管道分压力控制系统技术研究[J].中国化工贸易2013（10）：368-368.
[3]任亮，宫敬.成品油管道控制逻辑仿真分析与改进[J].油气田地面工程，2018（6）：37-40.