长庆油田分公司第一采气厂第四净化厂
摘要：新时期对天然气管道提出了更高的要求，应满足安全性、高效性、经济性等需要。自动化仪表可以很好地进行数据采集、检测以及处理，了解系统运行的状况，减少不利因素影响。鉴于此，本文对“仪表与自动化技术在石油天然气管道的应用”进行了更深层次的分析具有极为重要的现实意义。
关键词：仪表；天然气管道；应用
天然气作为一种矿产资源，具有不可再生的特点。近年来，经济社会的稳步发展，对矿石资源的需求量不断增加，尤其是天然气资源，每口需求量更是巨大，相应地促进了天然气生产、天然气运输以及天然气加工等行业的发展。同时也对油田开采、原油运输以及油气加工等提出了更高的要求。自动化仪表作为一种自动化技术工具，集检测、显小、记录以及传输等技术为一体，在天然气管道，}，的应用，能够对天然气运输实施有效的监控，便于确保天然气流量控制在预设范围内，从而有助于实现天然气安全、高效运输。所以要坚持与时俱进的理念，不断引入新技术，为天然气行业的发展提供支持。
一、自动化仪表的特点
自动化仪表，是由若干自动化元件构成的，具有较完善功能的自动化技术工具。它一般同时具有数种功能，如测量、显示、记录或测量、控制、报警等。自动化仪表本身是一个系统，又是整个自动化系统中的一个子系统。自动化仪表是一种“信息机器”，其主要功能是信息形式的转换，将输入信号转换成输出信号。信号可以按时间域或频率域表达，信号的传输则可调制成连续的模拟量或断续的数字量形式。
自动化仪表以其测量精确、显示清晰、操作简单等特点，在工业生产中得到广泛应用，而且自动化检测仪表内部具有与微机的接口，更是自动化控制系统重要的部分，被称为自动化控制系统的眼睛。自动化仪表主要有温度仪表、压力仪表、物位仪表、流量仪表及一些过程分析仪表等。
二、天然气化工自动化仪表技术的发展现状
首先，当今天然气化工自动化的主要特点是过程控制逐渐向开放分布式的监控系统方向发展，目前的分散型控制系统等许多系统都朝着开放式发展。另外现场总线的控制系统也是一个比较好的发展方向，其能够很好的保障系统的灵活性及安全可靠性，使整体变得更强大。其次，过程检测控制仪表是天然气化工中的一个重要部分，此仪表的功能主要是进行过程的检测、记录和控制，采用了一些高端科学技术，提高了系统的准确度。最后，集仪表、计算机、控制理论和先进工艺的新型系统，应用了自适应控制，最大程度地保障了系统的稳定性和可适应性。
三、自动化仪表技术在天然气管道的应用
（一）温度测量
温度仪表是指生产设备的温度指示控制设备，在生产关于天然气管道产品的时候，对温度有一定要求，需控制在零下200℃-180℃，因此，温度仪表的丈量方法基本都是触摸式丈量法，温度计选择双金属温度计，而不是水银温度计。可见，其要求是比较多的，要综合考虑各方面因素，才能真正实现万无一失，从而保证温度仪表发挥出有效的作用。在运用触摸式丈量法时，要注意器材的选用，热电阻和热电偶要符合规定要求才可以。因为管道温度在输油过程中会发生变化，所以要进行全方位的检测，一旦发现异常情况要及时处理，防止情况恶化造成严重的后果，从而影响生产系统的正常运行
（二）压力检测
压力计的种类繁多，如何选用在天然气行业中十分重要。压力是天然气工业生产中的重要参数，对生产的顺利进行起着关键作用。常见压力又可分为表压力、绝对压力、相对压力等。而按照测量压力的原理又可将测压计分为弹性式、电容式、电感式、压力式等。
（三）物位测量
所谓“物位检测”，就是在天然气生产过程中，大量固体或液体堆积到一定高度后，对此物料高度的测量成为物位测量。物位测量的功能有两个，其一，确定物料中成品与半成品数量，从而来保障各生产环节中的物料分配以及经济计算。其二，确定物料高度是否超出安全许可范围。按测量方式的不同，可将物位测量仪表分为浮力式、超声波式、辐射式、直接式等等。这些物位测量计在实际的应用中都很广泛，具有精度高、速度快的特点。
（四）流量测量
流量仪表也就是我们经常说的流量计，其最明显的优势在于生产方法的优化性和稳定性，可以大大降低故障发生的几率。流量是指在单位时问内流经关闭管道有效截面的流体量，包括质量流量或者体积流量。为了能够进一步了解流量，需要知道在同一管道内的相同时间范围内累积的流体质量和体积。其中，自动化仪表内的流量仪被普遍使用，而且效果非常好，流量仪表包含电磁流量计、科氏力质量流量计、浮子流量计、热式质量流量计以及涡轮流量计等。
（五）在线过程分析仪
为了达到生产环境标准，需要对排放物质进行检查和分析，防止产生较大污染，从而对商品质量产生不利影响。管道输送天然气是一个完整的过程，会包含多个环节，其中涉及因素很多，所以要全面考虑，将隐患消灭在源头上。在现阶段对商品的分析中，多学科合作显得越来越重要，可以提高技术含量，得到最真实的信息结果。在线过程分析仪可以了解每一个环节的具体情况，并时刻处于监测状态之中，实现了自动化，大大提高了生产效率和质量。
（六）执行器的应用分析
执行器的作用主要是在接受调节器的反馈信息，进行参数的调节，将其控制在相关标准范围内。执行器的构成主要有两个部分，分别是执行机构与调节机构。在石油、天然气生产运输过程中执行器得到了广泛的应用，具体是通过控制压力与温度，改善调节阀的性能，便于后续的参数调节。
四、自动化仪表技术的发展趋势
首先，当前社会属于知识经济信息化时代，信息化技术、智能化技术以及网络技术在社会诸多领域得到了广泛的应用。因此，信息化、智能化以及网络化必定是天然气仪表自动化技术未来发展的方向之一。其次，鉴于FCS与DCS的融合越来越好，自动化仪表技术的发展自然趋于完整。由于DCS技术的先进性与成熟化，在实际应用中取得了良好的效果，逐渐得到大众的认可。同时DCS技术的可靠性与智能化得到进一步的完善，促使其在天然气行业得到了更为广泛的应用。再次，为了满足更多的需求，将会有更多的现代先进技术融入到自动化仪表技术当中，例如实时测量技术、故障诊断技术以及安全防护技术等，众多现代先进技术的应用，为自动化仪表技术发展趋势指明了道路。最后，最优控制与自适应控制。所谓的最优控制主要是通过一系列手段，提供工作人员一个相对稳定的环境，促使人们日常生活得到保障。同时最优控制是仪表自动化技术当中的重要环节。然而自适应控制主要是根据实际反馈信息，及时调节程序的操作，以此确保系统运行具有更佳结果。
综上所述，探究自动化仪表技术在天然气管道的应用及以后的发展趋势具有重要意义，可以优化生产结构，不断增强自主科研力度，提升技术运用水平，推动我国天然气管道向前发展，为社会发展提供优质能源支持。
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