編者按： 8月2日，中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會在京舉行“天然氣長輸管道無人值守站建設及站場安全運行技術交流會”。為了有助于大家領會和貫徹這次會議精神，《管道保護》編輯部邀請了國內(nèi)從事管道設計和運行管理的部分專家就相關問題進行了研討。

孫立剛， 中國石油管道局工程有限公司高級工程師，工藝技術專家。

張國良， 江西省天然氣有限公司副總經(jīng)理。

吳海， 安徽省天然氣開發(fā)股份有限公司副總經(jīng)理。

譚春波， 廣東省天然氣管網(wǎng)有限公司運行部總經(jīng)理。

張麟， 中石油北京調控中心工程師。

問題一：哪種類型站場適合做無人值守站？應具備哪些基本條件？

孫立剛： 從國內(nèi)情況看，沒有壓縮機組和分輸設備（計量和調壓設備）的單一功能清管站已經(jīng)實現(xiàn)了無人值守。

分輸站站內(nèi)工藝設備較為簡單，主要包括清管器收發(fā)筒、過濾分離設備、計量設備和調壓設備，其中只有調壓閥經(jīng)常動作（根據(jù)壓力或流量調整開度），其可靠性較好，實現(xiàn)無人值守基本沒有技術問題。由于長期以來形成的習慣，國內(nèi)絕大部分分輸站仍為有人值守。目前運行單位和設計單位對實現(xiàn)大部分分輸站無人值守認識基本一致，這既有利于降低建設成本和運行成本，也有利于降低火災爆炸事故中人員傷害風險。

壓氣站站內(nèi)工藝設施較為復雜，除了上述清管站和分輸站具有的設備外，還包括大量轉動設備，如壓縮機、驅動機（電機、燃氣輪機和燃氣發(fā)動機）、潤滑油系統(tǒng)（包括電動、機械驅動的油泵以及冷卻風扇）、電機和變頻器冷卻系統(tǒng)（包括水泵和冷卻風扇）、干氣密封系統(tǒng)（包括天然氣增壓泵）、天然氣冷卻器（包括冷卻風扇）、壓縮空氣系統(tǒng)（包括空氣壓縮機）、消防系統(tǒng)（包括穩(wěn)壓水泵和消防主泵）、廠房通風系統(tǒng)（包括多臺進風機和通風機）等。上述轉動設備通常需要全年連續(xù)運行，任何一臺設備故障均會導致壓縮機組停運，并導致管道輸量降低。

受設備可靠性、控制系統(tǒng)完備性和管理理念影響，目前國內(nèi)壓氣站均為有人值守。近幾年來，國產(chǎn)壓縮機機組等設備供貨商根據(jù)運行單位的要求，不斷對設備機械結構和控制邏輯進行改進，可靠性明顯提升。國內(nèi)設計單位和管道承包商也在不斷完善壓氣站的保護和控制邏輯。預計在不遠的將來（2～3年）可以實現(xiàn)部分壓氣站無人值守。本人建議在高海拔、周邊人口稀少的電驅壓氣站先行試點，逐步推廣壓氣站的無人值守。除前述經(jīng)濟和安全性外，也有利于改善一線員工的工作和生活環(huán)境，踐行以人為本的企業(yè)文化。

譚春波： 首先應從無人值守站與常規(guī)有人值守站的區(qū)別來看。兩者的區(qū)別是現(xiàn)場有人或無人值守。是否適合做無人值守站，我認為衡量的標準主要是隱患發(fā)現(xiàn)的及時性和應急響應速度。

從上述觀點出發(fā)，無人值守站場應具備短時停輸條件，停輸時間長短與無人值守站的應急響應時間密切相關。站場工藝設備和輔助設備應具備遠程感知功能，確保能夠及時發(fā)現(xiàn)隱患，并配套遠程監(jiān)視、遠程報警、遠程/自動關斷或切換、遠程診斷等控制功能。無人站的管理以常規(guī)巡檢、維護保養(yǎng)和應急處置為主，因此人員應具備較強的綜合能力，包括工藝操作技能、各專業(yè)（機械、電氣、儀表、自控、通信）等故障處置能力和事故應急能力。

目前，從技術角度出發(fā)，輸氣站場的清管站和分輸站基本都具備無人值守站條件，能否實現(xiàn)主要應考慮是否具備停輸條件和人員能力。

吳海： 省級天然氣管網(wǎng)有自己的特點，如站場數(shù)量較多、分布相對密集；因下游用戶的類型不同，不少站場規(guī)模較小，工藝系統(tǒng)較為簡單；站場內(nèi)人員配置較少，工作生活較為單調，人員流失較多等。目前，首先應考慮在以下類型站場試點無人值守。①輸氣工藝較為簡單的小型站場。②下游用戶可短時中斷供氣或供氣穩(wěn)定性要求不高的站場。③地點偏僻，生產(chǎn)、生活不便的站場。④站場地理分布相對集中，可采取區(qū)域設置中心站場集中管理的周邊站場。在此基礎上，再逐步實現(xiàn)工藝相對復雜、規(guī)模較大站場的無人值守改造。對于不可中斷用戶供氣的站場，目前暫不考慮無人值守。

一些分輸閥室，地點偏遠，初始供氣量小，若要有人值守，必須建設生產(chǎn)和生活用房，增加建設成本，浪費土地資源。加之人員配置較少，流失較多，管理困難，經(jīng)濟效益低下。而無人值守站能很好地解決以上問題。

目前很多省份提出天然氣縣縣通規(guī)劃，對于縣域經(jīng)濟不發(fā)達的省份，后期必然會出現(xiàn)許多上述類型的站場，若建成無人值守站，將大大節(jié)約建設成本和人力成本，提高經(jīng)濟效益。

張國良： 我認為樞紐聯(lián)絡站、清管站、無調壓工藝分輸站適宜做無人值守站。無人值守場站應具備以下基本條件。

（1）商務方面：具備天然氣計量系統(tǒng)遠程交接條件。

（2）工藝方面：精簡優(yōu)化工藝流程，設施設備冗余熱備； SCADA系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、火災報警系統(tǒng)及周界安防系統(tǒng)互聯(lián)互動；壓縮機、流量計等關鍵設備的遠程故障診斷系統(tǒng)。

（3）管理方面：建立扁平化指揮機制，提升生產(chǎn)運行效率，加快應急響應速度，優(yōu)化突發(fā)事件匯報流程。生產(chǎn)中必須嚴格遵守“一級運行指揮，一級應急指揮”。指揮路徑為調控中心直達場站輸氣崗位。指揮范圍包括生產(chǎn)操作、維護檢修、應急搶險等與管道平穩(wěn)運行、安全生產(chǎn)相關的工作。

（4）人員方面：有大局意識、臨危不亂、專業(yè)素質過硬的調控隊伍，以及技術精湛、經(jīng)驗豐富、反應迅速的檢維修隊伍。

張麟： 從智能化管道、操作和人員安全等方面來說，站場無人值守已經(jīng)成為天然氣長輸管道發(fā)展的大趨勢。同時隨著自動化控制技術和網(wǎng)絡信息技術的發(fā)展，通過邏輯控制和遠程控制相結合的方式，已經(jīng)能夠滿足遠程控制無人值守現(xiàn)場技術要求。

分輸站和環(huán)境艱苦地區(qū)的壓氣站場，可以考慮無人值守站場。初期可以選擇工藝較為簡單，用戶用氣具備較好的災備能力（管存較大或有備用氣源），地理位置與大型有人值守站場、維搶中心或管理處較近，方便人員快速到達的站場，優(yōu)先進行無人值守站場推廣。無人值守分輸站，其工藝設備應按照多發(fā)故障備用，并與用戶簽訂供氣一旦中斷自保供時間協(xié)議，確保供氣安全。采用區(qū)域化管理，集中配備維搶修人員，確保無人值守站場故障后維護人員可在1小時內(nèi)到達現(xiàn)場，并第一時間恢復生產(chǎn)運行。

問題二：無人值守站哪些設備和工藝流程應具備調度中心遠程控制功能？

譚春波： 目前國內(nèi)主干管網(wǎng)和省級天然氣管網(wǎng)基本都實現(xiàn)了閥門遠控，中心遠控模式是對多個閥門遠控進行邏輯連鎖，從減少控制環(huán)節(jié)上減少誤操作。個人認為，如分輸站實施無人值守，應當在現(xiàn)有安全儀表連鎖系統(tǒng)的基礎上，首先考慮將站場主要工藝系統(tǒng)如過濾、計量、調壓支路實現(xiàn)中心遠控或自動切換。其次，要考慮計量與調壓系統(tǒng)的聯(lián)動，實現(xiàn)啟動輸氣、停止輸氣的中心遠控和自動停輸。最后，還應考慮生產(chǎn)輔助設施的中心遠控，如供電系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、溫濕度控制等。

張國良： 實現(xiàn)無人值守，調控中心遠程控制功能應包括：①場站ESD系統(tǒng)遠程關斷功能。②場站工藝遠程控制：過濾、調壓、計量支路切換。③場站分輸目標控制：壓力、流量、日指定。④場站視頻監(jiān)控云臺遠程控制。⑤場站可燃氣體區(qū)域檢測控制。⑥場站自控通信系統(tǒng)冗余自動切換功能。⑦場站（陰保站）恒電位儀遠程控制功能（參數(shù)監(jiān)控、電位調整、遠程上下電）。

無人值守站需要加強三方面工作。首先是在完備的綜合報警平臺的基礎上，充分發(fā)揮調控中心職能，提升調度員發(fā)現(xiàn)問題處置緊急情況的能力。其次在管理部門設立維護中心，負責所轄區(qū)域內(nèi)場站、管線的運維管理及巡檢，確保各系統(tǒng)設備處于良好運行維護狀態(tài)。再者就是提升管理部門專業(yè)人員、巡線隊人員對于場站及閥室工藝的掌握程度，針對各場站運行中的風險點制定應急響應措施，制定應急預案并開展日常周期性演練，確保緊急情況下距離最近的單位以最快的時間趕赴現(xiàn)場緊急處置。

吳海： 無人值守站的自動化水平，應根據(jù)站場的主要功能和安全需求加以確定。以輸氣站為例，無人值守后，需要實現(xiàn)過濾、計量、調壓支路的遠程控制或自動切換，根據(jù)站場功能實現(xiàn)壓力和流量的自動調節(jié)，與下游結算的站場要實現(xiàn)對日輸氣量的自動控制。需對現(xiàn)有工藝系統(tǒng)進行改造，增加電動或氣液執(zhí)行裝置，補充相應的儀表裝置，對電源系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)的可靠性予以重點加強。

調度中心仍應將重心放在管網(wǎng)調度和站場氣量分配上，結合管網(wǎng)特點按區(qū)域配置中心站場，由中心站場遠方控制無人站場設備，盡量實現(xiàn)子組級控制，即氣量目標控制，一鍵啟動輸氣、切換支路、一鍵停氣、緊急停站等，避免人員花費過多精力在單個設備操作上。同時也要預留單設備遠方操作功能，通過權限切換，實現(xiàn)無人站場、中心站場、調度中心三級操控功能。

孫立剛： 無人值守分輸站的過濾、計量和調壓設備應設置備用工作路。過濾器主備路應根據(jù)液位高低和差壓高低信號自動切換；流量計主備路應根據(jù)流速高低和故障信號自動切換；調壓設備可根據(jù)流量、壓力和故障信號自動切換和控制。上述備路的切換和控制均由自動執(zhí)行機構驅動閥門（多為電動和自力式閥門）實現(xiàn)，邏輯由站控系統(tǒng)的PLC完成，調控中心只需要下達分輸支路出口壓力或流量的宏觀命令即可實現(xiàn)遠程控制。

一個容易被忽視的設備是進站平衡閥和調壓閥組上游的平衡閥。在站場停運和泄壓放空后，站內(nèi)外壓差較大，為避免進站主閥難以開啟和沖刷損壞，應先開啟進站平衡閥，再開啟進站主閥；分輸支路停運通常先關閉上游截斷閥，待調壓閥上下游壓力平衡后再關閉下游截斷閥，因此再啟動前也存在較大壓差，需要平衡閥充氣。為實現(xiàn)站場和分輸支路的自動充氣，應考慮設置自動執(zhí)行機構驅動的平衡閥。如果平衡閥和ESD閥門并聯(lián)，平衡閥應有ESD功能，即電動閥應由UPS供電，氣動閥和企業(yè)聯(lián)動閥應為失效關閉類型。

對于壓氣站的無人值守，除要求壓縮機組、空冷器等主要工藝設備能遠程控制外，還應特別關注輔助系統(tǒng)的設備能否實現(xiàn)遠程控制，關鍵的溫壓流變、設備狀態(tài)信號能否上傳，比如去往每一臺壓縮機的干氣密封截斷閥能否自動開關、電機和變頻冷卻系統(tǒng)的信號能否上傳，這些往往是容易被忽視的問題。

張麟：無人值守站場建立在調控中心遠程控制基礎上。隨著天然氣管網(wǎng)和管道控制技術的不斷發(fā)展，納入調控中心遠程控制的無人值守站場將不斷增加，如果繼續(xù)采用現(xiàn)場閥門單體操作模式，勢必會造成調控中心調度工作量的激增。所以無人值守站場必須采用多設備聯(lián)鎖邏輯控制，真正實現(xiàn)遠程控制而不是遠程操作�？傮w原則為調控中心通過SCADA系統(tǒng)向站控系統(tǒng)下發(fā)控制指令，站控系統(tǒng)通過控制邏輯自動按照中心指令完成工藝控制。

應具備的功能包括：一鍵啟站、停站；分離、計量、調壓系統(tǒng)故障自動切換，輸氣支路隨用戶需求自動增減；輸氣壓力\流量控制及對應的高低流量\壓力保護；日指定數(shù)值的接收與計算反饋；適應不同用戶用氣規(guī)律的日指定分輸自動控制；爆管、火災、可燃氣聯(lián)鎖ESD系統(tǒng)安全保護；站控、中控控制權無擾動切換；與調控中心通訊狀態(tài)檢測；站場過程控制系統(tǒng)、安全儀表系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)測及報警；站場供電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測及報警，陰保系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測及報警；周界檢測及報警。

問題三：無人值守站如何進行管理？怎樣確定區(qū)域化管理范圍？安防應滿足哪些條件？

張麟： 無人值守站最需要解決的問題是故障時間控制。站場失效等故障時間的長短，直接影響用戶供氣、管道輸量等生產(chǎn)運行安全，故障管理是重中之重，其中又可分為降低故障率和故障后恢復兩部分內(nèi)容。降低故障率的措施主要有提升設備可靠性、增加故障多發(fā)設備備用數(shù)量、降低單體故障對整體系統(tǒng)運行影響、提高控制系統(tǒng)穩(wěn)定性等。在此基礎上如再出現(xiàn)站場失效情況，需要現(xiàn)場人工干涉解決。無人值守站場區(qū)域化設置及管理將直接影響故障后恢復時間的長短，因此從各作業(yè)區(qū)或有人值守站場到各無人值守站場的路途時間不應超過1小時，管理范圍應以此為標準。同時應考慮作業(yè)區(qū)所轄無人值守站場同時發(fā)生失效的極端情況，以及例行巡檢和人員輪休情況等，確定作業(yè)區(qū)所需維護人員數(shù)量，最終確定專業(yè)人員和管理人員數(shù)量。各無人站場應設置安防人員并安排技能培訓，在應急情況下可以觸發(fā)操作無人站場ESD系統(tǒng)，確保重大災害事故不會進一步擴大。

吳海： 無人值守站的日常運行控制應由區(qū)域化中心站管理，調度中心只對管網(wǎng)的流量、壓力和氣量等重點參數(shù)進行監(jiān)控，必要情況下收回操作權限，由調度中心直接控制。無人值守站設備的維護保養(yǎng)，由區(qū)域化中心站場派人完成，原站場所轄管線由中心站統(tǒng)一管理。

區(qū)域化管理范圍基本控制在1小時車程內(nèi)，管轄管線不超過200公里，車輛、維護設施也配置在中心站場。中心站場除配置監(jiān)盤值班人員外，還應配置巡檢、維護人員，負責其管轄周邊站場的巡護和就地操作。鑒于目前公安部門的要求，還需配備安保人員。實現(xiàn)無人值守，需對環(huán)境感知能力予以高度重視。目前站場安防系統(tǒng)主要有：振動光纖周界報警系統(tǒng)、工業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、火災報警系統(tǒng)、可燃氣體報警系統(tǒng)。這些系統(tǒng)對于無人值守站場感知能力仍顯不足，監(jiān)測死角較多，也缺乏自動識別、辨別能力。正在考慮應用視頻影像識別、激光或超聲波泄漏監(jiān)測等技術。

張國良： 區(qū)域化管理范圍劃分原則:首先考慮駐地至管轄場站應急響應時間，一般為1～2小時為宜。其次考慮行政區(qū)域劃分情況，盡量劃分至同一行政區(qū)域，一是可以減少跨行政區(qū)域企地協(xié)調難度，二是可以加強企地聯(lián)動，充分調配使用應急資源。三是合理安排區(qū)域化管理下轄線路和場站數(shù)量，避免出現(xiàn)勞逸不均的情況。

區(qū)域化管理是無人值守場站安全管理的基礎，是應急響應和日常檢維修的中堅力量。根據(jù)站場規(guī)模和數(shù)量，個人認為1個區(qū)域生產(chǎn)單位應由2～3名基層領導和6～10名運維人員組成，設置工藝、設備崗，計量、自控、通信、電氣崗，線路、陰保崗，安全崗，綜合崗等，開展日常設備巡檢維護，專業(yè)較強、難度較大的設備維護檢修工作由檢維修中心或外委單位負責。無人值守站安防應滿足以下條件。

①門禁系統(tǒng)，實現(xiàn)人員進出場站報警門功能。②視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)大門及工藝區(qū)等區(qū)域圖像監(jiān)視、視頻回放、本地及遠程控制、移動偵測等功能。③周界安防系統(tǒng)，在圍墻增加鐵蒺藜的基礎上增加周界安防，與視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)報警聯(lián)動功能。④防爆對講系統(tǒng)，安裝中心端及現(xiàn)場端設備，實現(xiàn)調控中心與場站工藝區(qū)實時對講功能，有利于日常調度及應急指揮。⑤緊急情況報警功能，在站控室內(nèi)明顯位置,安裝一個緊急玻碎報警按鈕（ESD） ,當遇到緊急情況可以人為擊破此按鈕(此為最高報警權限)，觸發(fā)場站ESD聯(lián)動，使安裝門禁系統(tǒng)的緊急逃生門自動打開，調控中心實時顯示現(xiàn)場報警情況，并可以過視頻和語音進行遠程指揮及時處置。⑥消防報警系統(tǒng)聯(lián)動功能，消防報警信號經(jīng)綜合智能控制模塊接入站控系統(tǒng)，警情發(fā)生時，控制中心監(jiān)控端實時聲光告警，同時聯(lián)動視頻監(jiān)控系統(tǒng)和門禁控制系統(tǒng)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)對現(xiàn)場進行監(jiān)控、錄像，并輸出報警信號、現(xiàn)場圖像至調控中心，門禁系統(tǒng)根據(jù)需要遠程遙控打開或系統(tǒng)自動打開緊急逃生門，并且可以利用防爆對講系統(tǒng)進行遠程通話指揮，實現(xiàn)遠程應急指揮處置。

譚春波： 無人值守站實施作業(yè)區(qū)區(qū)域化管理。一個作業(yè)區(qū)管轄半徑約50公里，設2～4個站場， 3～6個閥室，車程1個小時以內(nèi)。作業(yè)區(qū)實施運檢維一體化管理，包含站場閥室巡檢、設備運行維護維修、管道保護等職能。人員配置主要包括運維人員4～6名，管道保護人員（含巡線） 6人。另外設置一個搶維修中心負責設備設施的春秋檢工作。

安防方面，以簡單實用為主。首先從物理隔絕上考慮實體圍墻及防攀爬網(wǎng)。其次考慮監(jiān)控報警系統(tǒng)，如基于視頻監(jiān)控的報警錄像系統(tǒng)或周界光纖預警與視頻聯(lián)動系統(tǒng)（個人覺得基于視頻監(jiān)控的報警錄像系統(tǒng)足矣）。此外設置24小時保安看護。

孫立剛： 本人不是運行管理方面的專家，只能提出有關技術方面的建議。為推行站場無人值守，建議業(yè)主單位在可研階段即提出無人值守的要求，并按無人值守制定技術方案。在建設階段，應確保在投產(chǎn)前為控制系統(tǒng)的現(xiàn)場調試留出足夠時間，使站場按調控中心控制模式投產(chǎn)。無人值守不代表無人管護，每座站場應根據(jù)周邊的社會環(huán)境和安保要求設置安保人員。站場實現(xiàn)無人值守后，人員的巡檢頻率必然降低，建議研究在站場增設部分聲學和光學檢測報警設施，代替人員的巡檢工作。

《管道保護》2018年第5期（總第42期）