管线不再堵塞，能源畅通无碍

Author(s):
Gert Haandrikman - Shell Global Solutions International B.V.

Industry:
Oil and Gas

Products:
Compact FieldPoint, Industrial I/O, LabVIEW, FieldPoint

The Challenge:
解决了远距离管线输送过程中经常出现的段塞现象，从而大大提高了管线输送效率，降低了维护成本。

The Solution:
Shell 采用NI Compact FieldPoint 解决能源输送管线的段塞问题

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Shell的S3系统原理图

Shell（壳牌）作为一家具有100 多年历史的跨国公司，是全球最主要的石油、天然气和石油化工品的提供商之一。利用NI Compact FeildPoint 和LabVIEW，Shell 开发了一套名为“S3”的段塞流抑制系统，很好地解决了远距离管线输送过程中经常出现的段塞现象，从而大大提高了管线输送效率，降低了维护成本。

作为“工业的血液”，石油在经济发展中发挥着举足轻重的作用，因此，将开采出来的原油通过输送管线快捷高效地传送到生产平台显得至关重要。

输送管线的段塞严重影响能源输送

出于经济因素的考虑，常常需要使用单个管线将液态碳氢化合物、燃气以及水从各个卫星矿井输送至中央生产平台。然而，在单个管线中，隔离的液流和气流可能会引发液体阻塞现象，因为气相的实际速度快于液相的实际速度。液相趋向于在倾斜处和倾斜的管道部分累积，从而引发不规则流的现象，我们称之为段塞。在操作变化时，如启动或者增产，会引发大量的段塞液流，这会导致石油和燃气的大量损失，更严重的甚至可能影响管线两端的设施。

Compact FieldPoint 平台保障管线畅通

针对输送管线的段塞现象，Shell 公司采用NI CompactFieldPoint 平台和LabVIEW 软件开发了段塞流的抑制与控制系统“S3”。它由一个位于升管顶端和常见的首阶段分离装置之间的微型分离装置组成。该微型分离装置包含两个出口，分别用于气流和液流。阀门接受来自控制系统的信号并对两个出口流进行控制。装置中由CompactFieldPoint 的I/O 模块采集各种压力信号，并在LabVIEW中利用PID 以及其它控制算法，对系统进行控制，从而避免了段塞现象的发生。同时在系统中采用了NI CompactFieldPoint的冗余备份，可靠性高达99.95%。“LabVIEW代码可以直接下载到Compact FieldPoint实时控制器中，确保了实时、可靠的操作。控制环路能独立于PC 上的操作系统，从而进一步优化了该控制系统。”系统完成后，Shell 成功地在Shell U.K. EP Gannet-Alpha 平台（中北海）现场条件下评估了该系统。

LabVIEW 使得系统开发快速高效

“鉴于控制算法的复杂度，凭借现有的PLC和DSC工具实现这样的应用并非易事。现在我们可以通过LabVIEW 和NI PAC 平台方便快捷地检验新的创意并分析其可行性。这样一个过程显著地加快了S3 的研发速度。”Shell 的工程师Gert Haandrikman 介绍道：“此外，无需聘请专业人员，我们仅仅通过几天的培训就成功地在LabVIEW 中构建了应用程序。”

Shell的S3系统原理图