搭建智慧燃?xì)馄脚_(tái)提升燃?xì)夤芫W(wǎng)安全性

武漢市天然氣有限公司 陳 雪

城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全運(yùn)營(yíng)是保障城燃企業(yè)穩(wěn)步發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著燃?xì)庥脩糁饾u增多、供暖市場(chǎng)逐步擴(kuò)大，天然氣用量也隨之增加。在城鎮(zhèn)天然氣需求量日益增大以及中壓燃?xì)夤芫W(wǎng)逐步升壓的形勢(shì)下，管道施工作業(yè)時(shí)的不安全行為以及日常運(yùn)維中管道、閥門(mén)、管件的不安全狀態(tài)都有可能造成燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏。如何保障燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全運(yùn)行、提升管網(wǎng)的綜合安全性以及減少燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏事件的發(fā)生，成為了城燃企業(yè)必須思考的問(wèn)題。十四五規(guī)劃以來(lái)，數(shù)字化及智能化成為了城市燃?xì)馄髽I(yè)后續(xù)發(fā)展的方向，燃?xì)馄髽I(yè)若能夠逐步搭建智慧燃?xì)馄脚_(tái)，則能夠幫助企業(yè)通過(guò)智能模塊的搭建提升管網(wǎng)的綜合安全性，降低燃?xì)庑孤┦鹿曙L(fēng)險(xiǎn)程度，進(jìn)一步保障管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)安全及居民用氣安全。

1 燃?xì)夤艿乐悄鼙O(jiān)控平臺(tái)

1.1 燃?xì)夤艿佬孤┲饕愋?/h3>

埋地燃?xì)夤艿赖男孤┦鹿手饕怯傻谌绞┕て茐囊约肮艿栏g造成的。一方面，隨著城市的高速發(fā)展，市政工程中的新建、遷改工程愈發(fā)增多，但由于部分施工方法律意識(shí)較為淡薄，在無(wú)相關(guān)手續(xù)且未與管線產(chǎn)權(quán)單位商議管道保護(hù)方案的情況下私自開(kāi)工，導(dǎo)致出現(xiàn)燃?xì)夤艿榔茡p泄漏事件。另一方面，埋地鋼管腐蝕也成為了管道泄漏事故的主要原因。隨著城市軌道交通的完善以及有軌電車(chē)的鋪設(shè)，雜散電流對(duì)埋地鋼管的干擾愈加明顯。在雜散電流的影響下，與鋼軌并行以及交叉處的燃?xì)夤艿涝谕寥雷愿g的基礎(chǔ)上加速了腐蝕速率，同時(shí)也增加了腐蝕漏氣風(fēng)險(xiǎn)。此時(shí)，陰極保護(hù)工作變得愈發(fā)重要，需對(duì)埋地鋼管的通電電位及斷電點(diǎn)位實(shí)施陰保監(jiān)測(cè)。

1.2 燃?xì)夤艿乐悄鼙O(jiān)控平臺(tái)的建立

搭建埋地燃?xì)夤艿辣O(jiān)控平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)對(duì)埋地鋼管陰保狀況的監(jiān)測(cè)分析并且能夠有效提高第三方施工監(jiān)護(hù)力度。該平臺(tái)中的電子監(jiān)護(hù)模塊可及時(shí)發(fā)現(xiàn)未經(jīng)溝通協(xié)調(diào)的第三方自主施工問(wèn)題，彌補(bǔ)人工監(jiān)護(hù)可能出現(xiàn)的疏漏，盡量避免因第三方野蠻施工而導(dǎo)致的燃?xì)夤艿榔茡p、泄漏事故。

為了防止燃?xì)夤芫€受到第三方破壞，可通過(guò)在管線沿線設(shè)置分布式光纖，通過(guò)振動(dòng)信號(hào)的傳遞，在該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)管道破壞及時(shí)預(yù)警功能。該監(jiān)控平臺(tái)也可結(jié)合GIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)泄漏點(diǎn)精準(zhǔn)定位，提升應(yīng)急響應(yīng)速度。除此以外，可在管道與軌道交通并行或交叉1 m范圍內(nèi)設(shè)置智能陰極保護(hù)檢測(cè)樁并將數(shù)據(jù)上傳至管線監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)陰保數(shù)據(jù)及時(shí)反饋與分析。通過(guò)監(jiān)控平臺(tái)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的及時(shí)預(yù)警，管線產(chǎn)權(quán)單位能夠迅速采取應(yīng)對(duì)措施，從而降低鋼管腐蝕泄漏風(fēng)險(xiǎn)。

現(xiàn)階段已在部分受雜散電流影響干擾較強(qiáng)的管段設(shè)置了陰極保護(hù)測(cè)試遠(yuǎn)傳樁，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)24 h匯總。目前平臺(tái)僅顯示異常的數(shù)據(jù)項(xiàng)，暫未實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分析和預(yù)警功能。若后續(xù)改造成智能陰極保護(hù)測(cè)試樁，則可在后臺(tái)準(zhǔn)確掌握管道腐蝕情況，管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)部門(mén)可及時(shí)采取措施，降低管道腐蝕泄漏風(fēng)險(xiǎn)。另外，第三方施工監(jiān)控模塊是燃?xì)夤艿乐悄鼙O(jiān)控平臺(tái)發(fā)展的方向，通過(guò)管道智能監(jiān)控及光纖振動(dòng)信號(hào)預(yù)警，彌補(bǔ)第三方施工中的監(jiān)護(hù)空缺。

2 智能閥井監(jiān)控平臺(tái)

2.1 閥井泄漏主要類型

燃?xì)忾y井的主要泄漏類型為放散閥泄漏。放散閥閥桿頂端的絲扣球閥破損率較高，使得放散閥泄漏成為了閥門(mén)泄漏的主要類型。閥體與管道連接處螺口松動(dòng)以及放散閥閥芯處未按時(shí)維護(hù)注入油脂均會(huì)導(dǎo)致放散閥出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。現(xiàn)階段為滿足城鎮(zhèn)采暖需求，中壓管網(wǎng)正在穩(wěn)步逐漸升壓。隨著壓力增大，更增大了放散閥桿上絲扣球閥破損率。

因此放散閥的檢修維護(hù)是日常巡檢過(guò)程中不容忽視的環(huán)節(jié)。但此類直埋放散閥數(shù)量較多，日常維護(hù)檢測(cè)消耗力度又大，一定程度上也增加了城燃企業(yè)巡線人員巡檢工作量。

2.2 智能閥井監(jiān)控平臺(tái)的建立

搭建智能閥井監(jiān)控平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)對(duì)閥井狀態(tài)的監(jiān)控，降低閥井燃?xì)饴獾娘L(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也可提升檢修效率。智能閥井監(jiān)控模塊應(yīng)具備井蓋防侵入功能以及閥井智能檢測(cè)監(jiān)控功能，通過(guò)平臺(tái)配套設(shè)備內(nèi)部傳感器可將閥井內(nèi)燃?xì)鉂舛?、水位以及閥井開(kāi)啟狀態(tài)等數(shù)據(jù)傳送至公司管網(wǎng)監(jiān)控后臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)閥井內(nèi)燃?xì)鉂舛?、水位值的全天候監(jiān)測(cè)。當(dāng)閥井出現(xiàn)燃?xì)庑孤r(shí)，對(duì)應(yīng)的閥井信息將直接反饋至調(diào)度中心，并第一時(shí)間派出搶維修人員展開(kāi)維護(hù)工作。管網(wǎng)監(jiān)控后臺(tái)可隨時(shí)查看各個(gè)閥門(mén)井狀態(tài)。

現(xiàn)階段智能閥井監(jiān)控工作的展開(kāi)難點(diǎn)主要與閥井內(nèi)部環(huán)境有關(guān)。閥井內(nèi)常處于潮濕狀態(tài)，且存在淤泥與積水，因此選用的傳感器需考慮其受到溫濕度的影響程度、響應(yīng)速度以及穩(wěn)定性。根據(jù)前期武昌區(qū)域試用情況得出，該監(jiān)控平臺(tái)除了具備燃?xì)庑孤﹫?bào)警功能，還可準(zhǔn)確反饋閥井內(nèi)的溫濕度、液位、防盜狀態(tài)等閥井相關(guān)參數(shù)。表1為2021年9月武昌區(qū)團(tuán)結(jié)路段某閥井內(nèi)相關(guān)參數(shù)。該平臺(tái)將設(shè)備浸水狀態(tài)準(zhǔn)確反饋至運(yùn)維員端，提升了閥井維護(hù)效率。隨著后續(xù)該智能閥井監(jiān)控模塊的完善，將大大提高城燃企業(yè)對(duì)閥井安全隱患的監(jiān)測(cè)能力以及應(yīng)急響應(yīng)效率，此外也可減輕人工巡檢強(qiáng)度。

表1 某閥井智能監(jiān)控參數(shù)

3 調(diào)壓箱智能監(jiān)控平臺(tái)

3.1 調(diào)壓箱泄漏主要類型

調(diào)壓箱作為燃?xì)夤芫W(wǎng)的重要附屬設(shè)施，在日常運(yùn)營(yíng)維護(hù)工作中運(yùn)維人員會(huì)對(duì)調(diào)壓箱的設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題、螺栓螺口松動(dòng)、密封材料老化以及基礎(chǔ)沉降等問(wèn)題展開(kāi)維護(hù)。調(diào)壓箱出現(xiàn)燃?xì)庑孤┣闆r時(shí)，一般多表現(xiàn)為調(diào)壓器主調(diào)無(wú)故不能正常調(diào)壓、調(diào)壓器進(jìn)口閥門(mén)閥芯漏氣，接口處絲口炸裂等。此外，調(diào)壓箱的數(shù)據(jù)采集、運(yùn)營(yíng)壓力調(diào)試、調(diào)壓箱維保工作耗時(shí)多、工作量大，且管理難度大。隨著燃?xì)膺\(yùn)行壓力等級(jí)的上升，天然氣調(diào)壓器的安全運(yùn)行問(wèn)題日益受到重視。無(wú)論是自然原因還是人為操作原因引起的調(diào)壓箱供氣事故，若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，都有可能會(huì)對(duì)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)造成極大的損害。

3.2 調(diào)壓箱智能監(jiān)控平臺(tái)的建立

搭建燃?xì)庹{(diào)壓箱智能監(jiān)控平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)壓箱運(yùn)行狀態(tài)的智能檢測(cè)以及壓力調(diào)節(jié)，提升燃?xì)庹{(diào)壓箱工作的整體安全性。調(diào)壓箱運(yùn)行壓力及流量值可通過(guò)遠(yuǎn)傳模塊傳輸至調(diào)壓箱智能監(jiān)控平臺(tái)；該平臺(tái)通過(guò)壓力流量分析實(shí)現(xiàn)對(duì)控制導(dǎo)閥的智能控制，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)壓器出口流量、出口壓力控制。此外，通過(guò)該智能監(jiān)控平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)壓箱的遠(yuǎn)程閥控功能，及時(shí)對(duì)存在漏氣及安全隱患的調(diào)壓箱進(jìn)行關(guān)閥處理。與此同時(shí)，該平臺(tái)通過(guò)與GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享對(duì)接，可實(shí)現(xiàn)調(diào)壓箱的精準(zhǔn)定位，提升應(yīng)急響應(yīng)速度，降低調(diào)壓箱出現(xiàn)燃?xì)庑孤┣闆r帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。

現(xiàn)階段部分調(diào)壓箱增設(shè)了壓力、流量遠(yuǎn)傳裝置，可實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域調(diào)壓箱用氣流量壓力監(jiān)控及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。為后續(xù)冬供期間用氣量的監(jiān)測(cè)及預(yù)測(cè)提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。后期將通過(guò)一系列的調(diào)壓箱改造工作，逐步完善燃?xì)庹{(diào)壓箱智能監(jiān)控平臺(tái)，包括在現(xiàn)有壓力流量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳的基礎(chǔ)上擴(kuò)展采集過(guò)濾器壓差、切斷閥狀態(tài)、泄露報(bào)警和柜門(mén)開(kāi)關(guān)等信息，并定時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。

4 戶內(nèi)燃?xì)庠O(shè)備安全監(jiān)控平臺(tái)

4.1 戶內(nèi)燃?xì)庑孤┲饕愋?/h3>

戶內(nèi)燃?xì)夤艿佬孤┑闹饕愋蜑楸砬伴y閥口泄漏以及連接灶具的膠管老化龜裂，或膠管兩端松動(dòng)脫落導(dǎo)致的燃?xì)庑孤?。燃?xì)獗砬伴y為緊急情況下用戶可自行操作切斷燃?xì)獾拈y門(mén)。由于該閥門(mén)與管道的連接方式為絲扣連接，連接處密封材料易老化，所以入戶安檢時(shí)，表前閥處常被測(cè)出有輕微泄漏。現(xiàn)階段居民用戶灶前連接管尚未普遍采用金屬波紋管，使用橡膠軟管的用戶占比仍較大。燃?xì)庠钴浌艿囊?guī)定使用年限為 18個(gè)月，但目前絕大多數(shù)居民用戶并未按此規(guī)定更換，導(dǎo)致橡膠軟管超期使用，入戶安檢時(shí)常發(fā)現(xiàn)連接軟管表面出現(xiàn)龜裂、老化的現(xiàn)象。部分居民用戶家中橡膠管過(guò)長(zhǎng)，且并未用管箍固定，橡膠軟管有脫落并導(dǎo)致漏氣的風(fēng)險(xiǎn)。

4.2 戶內(nèi)燃?xì)庵悄鼙O(jiān)控平臺(tái)的建立

搭建戶內(nèi)燃?xì)庠O(shè)備安全監(jiān)控平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)對(duì)戶內(nèi)燃?xì)庠O(shè)備運(yùn)行狀況的監(jiān)測(cè)，提升戶內(nèi)燃?xì)馐褂冒踩?。該平臺(tái)配套的燃?xì)鈭?bào)警器可在探測(cè)到燃?xì)庑孤┖?，?lián)動(dòng)切斷入戶燃?xì)?，并將泄漏?bào)警信息傳遞到用戶端，實(shí)現(xiàn)燃?xì)庑孤┘皶r(shí)預(yù)警。該預(yù)警信息也會(huì)同步至管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)并轉(zhuǎn)單至搶修中心盡快上戶解決漏氣問(wèn)題，保障用戶用氣安全。

現(xiàn)階段商業(yè)用戶燃具均已設(shè)置泄漏報(bào)警裝置，可采取報(bào)警器與切斷閥聯(lián)動(dòng)的方式，逐步納入戶內(nèi)燃?xì)庠O(shè)備安全監(jiān)控平臺(tái)，進(jìn)一步保障商業(yè)用戶用氣安全。適用于居民用戶的燃?xì)鈭?bào)警器，由于存在誤報(bào)及零點(diǎn)漂移等情況，并未得到廣泛應(yīng)用，暫時(shí)只能通過(guò)定期入戶安檢保障其用氣安全。

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于城鎮(zhèn)燃?xì)馄髽I(yè)來(lái)說(shuō)，安全是第一要?jiǎng)?wù)，城燃企業(yè)需要不斷提升管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)能力以及管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)安全性。對(duì)于在日常運(yùn)營(yíng)維護(hù)中發(fā)現(xiàn)的燃?xì)庑孤┣闆r以及運(yùn)營(yíng)維護(hù)中出現(xiàn)的難點(diǎn)，一方面可以通過(guò)完善和優(yōu)化巡線相關(guān)規(guī)章制度，加大安全用氣宣傳力度來(lái)降低人為因素引起的泄漏事件發(fā)生概率，此外也需結(jié)合現(xiàn)階段城燃企業(yè)智慧燃?xì)狻⒅腔酃芫W(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)燃?xì)夤芫W(wǎng)運(yùn)行工況及設(shè)備運(yùn)行狀況展開(kāi)智能監(jiān)控，及時(shí)排除隱患。城燃企業(yè)應(yīng)主動(dòng)結(jié)合數(shù)字化發(fā)展趨勢(shì)，積極搭建智慧燃?xì)馄脚_(tái)，進(jìn)一步提升公司管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的安全可靠性。通過(guò)各個(gè)平臺(tái)模塊實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控以及預(yù)警功能，幫助管網(wǎng)運(yùn)維人員隨時(shí)了解管網(wǎng)運(yùn)行工況以及設(shè)備運(yùn)行狀況，及時(shí)修復(fù)泄漏設(shè)備及管道，降低燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏造成的風(fēng)險(xiǎn)。城燃企業(yè)可通過(guò)打造智慧燃?xì)饩C合服務(wù)平臺(tái)，不斷提升公司的管網(wǎng)調(diào)度能力、安全運(yùn)營(yíng)能力，從而提升企業(yè)的管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)安全性以及核心競(jìng)爭(zhēng)力。