輸氣站區(qū)域集中監(jiān)控與運(yùn)維一體管理模式研究
——以浙江浙能天然氣運(yùn)行有限公司為例

滕衛(wèi)明 季壽宏 劉承松 王 睿 吳欣桐

（1.浙江浙能天然氣運(yùn)行有限公司，浙江 杭州 310000；2.西南石油大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，四川 成都 610500）

0 引言

近年來浙江省天然氣管網(wǎng)快速發(fā)展，“多氣源一環(huán)網(wǎng)”格局穩(wěn)步推進(jìn)，預(yù)計(jì)至2020年省級天然氣管網(wǎng)基本實(shí)現(xiàn)“縣縣通”，管道運(yùn)營里程將達(dá)3 000 km、輸氣站場約90余座，浙江天然氣事業(yè)將進(jìn)入黃金發(fā)展階段。在長輸天然氣管道中，輸氣站場作為天然氣管網(wǎng)的重要節(jié)點(diǎn)，其運(yùn)行管理模式的好壞直接影響管網(wǎng)運(yùn)行的安全和效率。傳統(tǒng)運(yùn)行管理模式以“集中調(diào)控，分散監(jiān)控，運(yùn)檢分離”為主，但管網(wǎng)發(fā)展到一定規(guī)模時(shí)，該模式的弊端逐漸暴露出來：“集中調(diào)控”會隨著天然氣輸氣站場數(shù)量增加而讓調(diào)度負(fù)荷呈指數(shù)級數(shù)增加；“分散監(jiān)控”對值班人員需求量大，導(dǎo)致人員緊缺的矛盾突出；“運(yùn)檢分離”延長了故障響應(yīng)時(shí)間，影響管網(wǎng)安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)效益［1-3］。如何對傳統(tǒng)運(yùn)行管理模式進(jìn)行創(chuàng)新是當(dāng)前亟待解決的問題?；谡憬√烊粴夤芫W(wǎng)現(xiàn)狀，考慮管網(wǎng)未來發(fā)展情況，對傳統(tǒng)運(yùn)行管理模式進(jìn)行創(chuàng)新，提出“集中監(jiān)控，運(yùn)維一體化”的運(yùn)行管理模式［4-6］，并以浙江浙能天然氣運(yùn)行有限公司（以下簡稱浙能公司）為例，分析輸氣站區(qū)域集中監(jiān)控與運(yùn)維一體管理模式改進(jìn)的必要性、運(yùn)行模式和改進(jìn)效益分析。該模式以區(qū)域中心站為管理單元進(jìn)行“集中監(jiān)控”，按照“運(yùn)檢維一體化”的作業(yè)方式對生產(chǎn)運(yùn)行及設(shè)備維護(hù)實(shí)行統(tǒng)一集中的作業(yè)管理。創(chuàng)新后的管理模式可有效解決人力和物力資源的利用效率問題、提升統(tǒng)一調(diào)度控制管理能力、縮短故障響應(yīng)時(shí)間。該運(yùn)行管理模式將成為新形勢下省級天然氣管網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理的主要發(fā)展趨勢之一。

1 浙能公司輸氣站區(qū)域運(yùn)行管理模式改進(jìn)的必要性分析

目前，浙能公司的輸氣站區(qū)域運(yùn)行管理模式主要存在“人力資源效率低下”和“故障響應(yīng)時(shí)間過長”這兩類問題。

在人力資源效率方面，在傳統(tǒng)運(yùn)行管理模式中，浙能公司輸氣站場只負(fù)責(zé)所轄范圍內(nèi)生產(chǎn)監(jiān)控、設(shè)備日常巡檢、現(xiàn)場操作及應(yīng)急處置等，每站均配置24小時(shí)值班人員，監(jiān)控范圍窄，存在人力資源浪費(fèi)現(xiàn)象。另外，各輸氣站場管理的線路距離、閥室數(shù)量及用戶類型存在差異，各站間存在工作量分布不均的現(xiàn)象。在分散監(jiān)控模式下，為滿足各站基本值班需求，每站均配置6～7名輸氣工，因此在工作量較小的站場中人力資源未能得到充分利用。

在故障響應(yīng)時(shí)間方面，運(yùn)檢分離模式下站內(nèi)人員僅負(fù)責(zé)設(shè)備日常巡檢維護(hù)，檢修工作由各區(qū)域?qū)ｉT的檢修隊(duì)伍負(fù)責(zé)。隨著管網(wǎng)建設(shè)里程的增加，各輸氣站地理位置跨度變大，檢修隊(duì)伍維護(hù)半徑隨之延伸，對于路途較遠(yuǎn)的站點(diǎn)，檢修作業(yè)隊(duì)伍到達(dá)所需時(shí)間延長，事故發(fā)生后無法保證故障的響應(yīng)時(shí)間，給管道平穩(wěn)運(yùn)行帶來安全隱患。并且事故和缺陷處理、設(shè)備檢修等作業(yè)則由專業(yè)的檢修隊(duì)完成，距離站場較遠(yuǎn)，從而導(dǎo)致現(xiàn)場搶險(xiǎn)處置力量分散、薄弱。

隨著浙江管網(wǎng)的快速發(fā)展和天然氣輸氣站場數(shù)量的增加，使得每一個(gè)生產(chǎn)運(yùn)行部門直轄的站場數(shù)量激增，使得管控體系運(yùn)行不順，傳統(tǒng)運(yùn)行管理模式局限性日益突出、已經(jīng)無法適應(yīng)精細(xì)化、現(xiàn)代化管理需要。為滿足高速發(fā)展帶來的需求轉(zhuǎn)變，必須對現(xiàn)有的運(yùn)行管理模式進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。浙能公司依靠自動化信息技術(shù)水平的不斷提升和大量應(yīng)用，輸氣站管理已逐步實(shí)現(xiàn)“有人職守、無人操作”的模式，并不斷地向無人化管理模式突破［7-10］?！凹斜O(jiān)控，運(yùn)維一體化”則是在這一技術(shù)創(chuàng)新大趨勢之下發(fā)展、建立起來的運(yùn)行管理創(chuàng)新模式。該運(yùn)行管理模式以穩(wěn)定的數(shù)據(jù)采集與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)為前提，以設(shè)備穩(wěn)定性、可靠性為保障，同時(shí)配合多種形式的設(shè)備維護(hù)檢修，使輸氣站日常操作大規(guī)模減少，少量運(yùn)行人員即可滿足多站操作、巡檢等工作的需要。因此，浙能公司的該運(yùn)行管理模式能夠適應(yīng)迅猛發(fā)展的管道建設(shè)和普遍提升的自動化程度。

2 浙能公司輸氣站區(qū)域的集中監(jiān)控運(yùn)行模式

浙能公司的區(qū)域中心站“集中監(jiān)控”運(yùn)行管理模式以區(qū)域?yàn)樽鳂I(yè)單位，每個(gè)輸氣站區(qū)域設(shè)立一個(gè)中心站場，與相鄰的輸氣站及其所轄閥室組成一個(gè)管理單元。中心站在實(shí)行區(qū)域監(jiān)控的基礎(chǔ)上，負(fù)責(zé)對所轄范圍內(nèi)各輸氣站過濾、計(jì)量、調(diào)壓等主要工藝流程實(shí)施監(jiān)控和遠(yuǎn)程操作，并按照“運(yùn)檢維一體化”作業(yè)方式，對生產(chǎn)運(yùn)行及設(shè)備維護(hù)實(shí)行統(tǒng)一集中作業(yè)管理［11-13］。

2.1 設(shè)立原則

該輸氣站區(qū)域的運(yùn)行管理模式以“方便管理、滿足應(yīng)急處置”為原則，根據(jù)用戶用氣與應(yīng)急特性，按1.5小時(shí)內(nèi)能到達(dá)最遠(yuǎn)的輸氣站為限劃定作業(yè)區(qū)域。中心站一般管轄4～8座輸氣站。

2.2 組織機(jī)構(gòu)設(shè)置

根據(jù)管網(wǎng)實(shí)際情況，在確保省內(nèi)天然氣管網(wǎng)安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行的前提下，要充分考慮運(yùn)行產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益。浙能公司組織機(jī)構(gòu)由“調(diào)度控制中心＋中心站”構(gòu)成，中心站對其所轄駐守站進(jìn)行監(jiān)控，并將所有信息反饋至調(diào)度控制中心?；诠芫W(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求，結(jié)合站內(nèi)實(shí)際情況對值班人員進(jìn)行重新安置。中心站設(shè)管理人員2名，巡操、維護(hù)人員2名，24小時(shí)值班人員為7～10人。駐守站少人值守，按2人配置，實(shí)行不定時(shí)工作制，確保白天至少1人在崗，夜間有人駐站。

2.3 職責(zé)劃分

按照工作內(nèi)容的特征，將浙能公司整個(gè)輸氣站區(qū)域劃分成中心站和駐守站。在中心站中，負(fù)責(zé)所轄各輸氣站（含無人值守站和閥室）生產(chǎn)運(yùn)行工況、安防系統(tǒng)、設(shè)備報(bào)警信息的監(jiān)控管理及工藝流程的遠(yuǎn)程操作，定期對設(shè)備進(jìn)行切換試驗(yàn)、維護(hù)保養(yǎng)及消缺等工作。此外負(fù)責(zé)所轄范圍內(nèi)電位測量、線路重點(diǎn)部位巡查、安全檢查、技能培訓(xùn)等日常工作。在駐守站中，負(fù)責(zé)本站范圍內(nèi)設(shè)備的日常巡檢及治安保衛(wèi)工作；負(fù)責(zé)管轄范圍內(nèi)設(shè)備檢修的現(xiàn)場許可、運(yùn)行隔離、監(jiān)護(hù)等工作；負(fù)責(zé)管轄范圍內(nèi)輸氣異常、設(shè)備故障、線路事件等的先遣處置、布控、預(yù)警等。

2.4 業(yè)務(wù)處理流程

為了配合“方便管理、滿足應(yīng)急處置”的設(shè)置原則，將業(yè)務(wù)處理流程分成正常操作流程、事故處理流程和特殊作業(yè)流程3種類型。正常操作流程，主要涉及操作任務(wù)，相關(guān)調(diào)度指令由調(diào)度中心直接下達(dá)到中心站，中心站值班員直接實(shí)施遠(yuǎn)程操作。事故處理流程，主要是針對運(yùn)行人員，在發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況及時(shí)通知、匯報(bào)中心站值班人員，再由中心站值班人員向調(diào)度中心匯報(bào)。在緊急情況下，運(yùn)行人員可直接向值班調(diào)度匯報(bào)，并根據(jù)調(diào)度指令采取相應(yīng)措施。事故發(fā)生后，中心站應(yīng)立即派人到達(dá)事故現(xiàn)場。特殊作業(yè)流程，分成一般檢修和重大檢修兩種類型。對于一般維修檢修作業(yè)，由各駐站運(yùn)行人員負(fù)責(zé)隔離、檢測、監(jiān)護(hù)等工作，并定期向中心站上報(bào)作業(yè)進(jìn)度。對于重大檢修作業(yè)，由中心站安排人員現(xiàn)場配合開展各項(xiàng)隔離、檢測、監(jiān)護(hù)等工作。

2.5 技術(shù)支撐

浙能公司內(nèi)部支撐整個(gè)集中監(jiān)控運(yùn)行模式的技術(shù)系統(tǒng)包括了SCADA監(jiān)控系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)和通信系統(tǒng)3類。

1）SCADA監(jiān)控系統(tǒng)

浙能公司所采用的高度智能化的SCADA系統(tǒng)可對管道運(yùn)行全過程實(shí)現(xiàn)動態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)視，并完成大部分生產(chǎn)流程的切換和啟停操作，此外SCADA系統(tǒng)的報(bào)警功能有助于異常的早期發(fā)現(xiàn)并及時(shí)處置。為確保集中監(jiān)控管理模式下SCADA系統(tǒng)的可靠性，在原有調(diào)控中心和駐守站兩個(gè)控制層級的基礎(chǔ)上，新增中心站控制層級，且各層級間相互獨(dú)立，如圖1所示。調(diào)控中心可監(jiān)控所有站場和閥室控制系統(tǒng)；中心站可監(jiān)控管轄區(qū)域內(nèi)駐守站和閥室控制系統(tǒng)；駐守站僅監(jiān)控本站控制系統(tǒng)［14-17］。

圖1 SCADA監(jiān)控系統(tǒng)控制層級圖

2）安防監(jiān)控系統(tǒng)

安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)同樣設(shè)置為調(diào)控中心、中心站、駐守站3個(gè)層級，如圖2所示。在原有基礎(chǔ)上將閥室、駐守站安防監(jiān)控系統(tǒng)權(quán)限由駐守站調(diào)整至中心站，擴(kuò)大中心站的監(jiān)控范圍。

圖2 浙江天然氣視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)組織架構(gòu)圖

3）通信系統(tǒng)

通信系統(tǒng)作為連接調(diào)度中心、中心站、駐守站的紐帶，其可靠性決定了浙能公司內(nèi)部集中監(jiān)控運(yùn)行可靠程度。目前各站場間主要通過光纜進(jìn)行信息傳輸，在集中監(jiān)控管理模式下，駐守站再租用公網(wǎng)光纖通信作為備用通信鏈路，以確保通信系統(tǒng)的可靠性［18-20］。

3 浙能公司輸氣站區(qū)域的運(yùn)維一體化運(yùn)行模式

在目前的運(yùn)行管理模式下，站場運(yùn)行人員只承擔(dān)簡單初級的維護(hù)消缺，難以適應(yīng)在管網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大和站場直轄數(shù)量增加的現(xiàn)實(shí)情況?！斑\(yùn)維一體化”是指突破傳統(tǒng)的“運(yùn)行”與“維修”人員分工界限，由中心站人員承接所轄輸氣站、閥室基本的設(shè)備日常維護(hù)消缺職能，使人員貼近設(shè)備、更加熟悉和掌控設(shè)備性能，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維聯(lián)合巡檢、狀態(tài)精細(xì)巡檢，加快消缺進(jìn)度、提高消缺效能，達(dá)到運(yùn)行加維護(hù)“1+1＞2”的效果。實(shí)現(xiàn)運(yùn)維一體后，維護(hù)消缺范圍擴(kuò)大至工藝、儀表、自控、計(jì)量、陰保、電氣、通信等專業(yè)。中心站配置維護(hù)工種，總定員增加3～4人。維護(hù)工確定其中一類為本人主專業(yè)，同時(shí)要兼顧另一類，作為輔助。

同時(shí)，有計(jì)劃地安排運(yùn)行人員進(jìn)行崗位技術(shù)培訓(xùn)，根據(jù)不同專業(yè)維護(hù)消缺工作的要求，進(jìn)行設(shè)備原理、結(jié)構(gòu)、裝配、調(diào)整、零部件更換、參數(shù)設(shè)定等消缺技能的培訓(xùn)，最終實(shí)現(xiàn)中心站所有人員運(yùn)維全能。

4 浙能公司輸氣站區(qū)域運(yùn)行管理模式改進(jìn)的效益分析

浙能公司在實(shí)施輸氣站區(qū)域集中監(jiān)控與運(yùn)維一體管理模式之后，能夠在風(fēng)險(xiǎn)控制、運(yùn)行成本和維護(hù)保養(yǎng)能力上取得較大提升。

首先，在風(fēng)險(xiǎn)控制方面，能夠增加公司內(nèi)部風(fēng)險(xiǎn)管理的可控性，提升應(yīng)急管理能力。由于原單站監(jiān)控工作量本較小，通過提升設(shè)備自動化水平與提高報(bào)警可靠性，不會增加中心站集中監(jiān)控的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，通過保留2名駐站人員，使應(yīng)急情況下駐站人員趕赴現(xiàn)場的時(shí)間、力量與原模式基本相當(dāng)。此外，中心站集中管控模式下，非值班人員增加，加強(qiáng)了現(xiàn)場應(yīng)急處置力量，增強(qiáng)了應(yīng)急處置機(jī)動性和靈活性。因此，中心站集中管控模式運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)可控，應(yīng)急力量有所加強(qiáng)。

第二，在運(yùn)行成本方面，浙能公司采取區(qū)域中心站“集中管控與運(yùn)維一體化管控”模式，可減少人員編制約30%，可相應(yīng)節(jié)約人力成本。此外，還可減少駐守站綜合樓、生活輔助設(shè)施等固定資產(chǎn)投資?？山档途S搶修人員往返站場頻次、縮短行車距離，可降低生產(chǎn)運(yùn)行的交通成本，大大降低運(yùn)行管理過程中的時(shí)間損耗和成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

第三，在維保能力方面，浙能公司通過采用“區(qū)域中心站集中管控與運(yùn)維一體化管控”模式，加大了設(shè)備維保力度，使維保關(guān)口前移，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理故障。能提升運(yùn)行人員的專業(yè)維修技能，員工晉升通道增加，利于提高員工的工作積極性。同時(shí)增強(qiáng)了維搶修隊(duì)伍的機(jī)動能力，以便從事專業(yè)化工作。

5 結(jié)論

近年來，浙江省天然氣管網(wǎng)的快速建設(shè)發(fā)展和輸氣站場數(shù)量的快速增加，給站場區(qū)域的運(yùn)行管理帶來巨大壓力和挑戰(zhàn)。借助設(shè)備自動化、信息化、智能化技術(shù)的發(fā)展，浙能公司所采用的輸氣站區(qū)域的“集中監(jiān)控，運(yùn)維一體”的運(yùn)行管理模式在優(yōu)化人力資源配置和效率、縮短故障處理和恢復(fù)時(shí)間、減少運(yùn)行成本、提高維護(hù)和保障能力都有顯著提升，并提升控制管理能力，最終達(dá)到提高本質(zhì)安全的目的。管網(wǎng)規(guī)模的持續(xù)發(fā)展是未來發(fā)展的重要趨勢，因此管網(wǎng)運(yùn)行的安全可靠性勢必成為最主要的要求，而“集中監(jiān)控，運(yùn)維一體化”在維護(hù)、保障和抗風(fēng)險(xiǎn)管理上具備優(yōu)勢，該運(yùn)行管理模式必將成為未來省級管網(wǎng)的發(fā)展趨勢。

然而，管理模式的變化，必然帶來新問題。集中監(jiān)控成功實(shí)施的關(guān)鍵在于自動化技術(shù)的可靠程度，運(yùn)維一體化的順利開展則取決于人員的培訓(xùn)和綜合素質(zhì)的提升。因此，浙能公司在運(yùn)行管理模式的實(shí)踐探索中，必須與自身實(shí)際情況相結(jié)合，調(diào)整思維方式，使新的管理模式更優(yōu)化，更貼合需要，減少人力、資金等方面的浪費(fèi)，建設(shè)一支高效精干的運(yùn)行管理隊(duì)伍。

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