数字化燃气输配管线智能管理系统应用方案

数字化燃气输配管线管理系统建设方案西安铠镝电子科技有限公司二 O 一七年七月一、前言燃气给工业生产以及居民生活带来了便利的清洁能源。随着国家推出“气化城市”战略，燃气管网敷设规模也越来越庞大，然而伴随着城市化进程的飞快发展，市政建设项目众多，因施工导致燃气管网遭到破坏，造成人员伤亡，财产损失事故也频频发生，防不胜防。目前工业信息化浪潮已席卷全球，石油天然气领域的信息化建设基本处于领先地位，但是城市燃气行业却是信息化发展相对滞后的一个特例。把先进的生产技术引入城市燃气行业，便是我公司所追求的重要目标之一。现在城市燃气行业信息化所需要的基础技术已基本成熟或者正在迅猛发展，此时如何能更好的利用这些先进技术，来改善我们城市燃气行业的信息化滞后局面，便是我们面临的问题。铠镝公司从事石油天然气行业多年，技术团队有着丰富的行业经验，石油天然气行业上下游的关联关系，使我公司在发展城市燃气信息化技术时具有了先天的优势。二、了解铠镝铠镝科技专注于城市燃气行业，针对城市燃气运维管理进行基于互联网的信息化技术研发，以“城市燃气输配管线运维管理系统”为核心产品，形成了“输配管线数据无线远程监测” 、 “截断阀门远程控制系统改造服务” 、 “门站/调压站进出口流量自动调节” 、 “输配管线智能巡检”等针对性解决方案。公司与西安交通大学、西安石油大学、长庆油田、中石油昆仑燃气有限公司等单位有深层次的技术合作。目前公司已经形成了一个专业的、富有成效的城市燃气信息化技术研发团队，在这个领域已取得多项发明专利、实用新型专利和软件著作权。我公司首创的燃气管线截断阀井智能管理技术在中石油科技信息大会上获奖，并受邀能加在甘肃兰州举办的“2013年首届中石油昆仑燃气科技信息成果展” ，2016 年再次受邀去昆仑总部参加“第二届中石油昆仑燃气科技信息成果展” ，得到了业内的广泛认可。以我公司多年来对城市燃气行业的深入理解，及近年来公司承担的多个相关重大研发课题所积累的经验，相信我公司能够在城市燃气信息化领域取得更多的成绩。铠镝科技在智慧燃气领域，已经走在国内前沿。我们的技术优势大致可概括为 5 大部分：1、 燃气输配管线截断阀门远程控制系统（应急截断 | 钢阀/PE 阀）“居安思危、预防在先” ，应急处理能力对于燃气公司来说越来越重要。把应对突发事件的各项工作落实在日常管理之中，需加强基础工作，完善网络建设，力争实现早发现、早报告、早控制、早解决，保证应急救援工作有序进行，及时控制和消除事故危害，最大限度地减少事故造成的人员伤亡、财产损失，维护人民生命安全和社会和谐稳定。通过阀门紧急切断系统和远程调度，实现了各种安全数据自动监测、远程控制自动开闭阀门。在平时对各段管线进行监测，发生紧急情况时，能够快速（1 分钟内）远程切断距事发点最近的阀门，在抢险人员尚未到达时，最短时间内控制险情，防止二次事故的发生，同时最大程度的减小人员伤亡及财产损失。系统可应用于燃气管线钢制管道干线截断阀井、城市燃气 PE 管道干线截断阀井、燃气高压长输管线阀井（可在原阀门基础上改造实现） 。2、门站/调压站进出口流量自动调节系统通过门站/调压站进出口流量自动调节系统，可以远程控制开关型或调节型阀门，结合配套监测系统或者共享 SCADA 系统数据，可以实现根据管线上下游各种监测数据，对门站/调压站的进出口流量进行自动或半自动调节，极大的提高门站/调压站的管理能力和管理效果。3、城市燃气管线及设备智能巡检技术通过我公司研发的智能手持式巡检仪，结合 GPS/北斗、射频、ZigBee 等技术，实现燃气管线及设备的信息化巡查，实现巡更监察、巡查数据实时上传、信息远程查询、一键报警、责任追溯等功能，最大程度的减轻工作人员的负担，同时极大的改善管线巡查效果。部分信息化节点还可以实现电子巡更。4、燃气管网无线监测系统（泄漏、压力、流量、阀井液位、电量）近年来随着“气化城市”步伐的加快，燃气行业迎来了快速发展期，铺设的燃气管道越来越多，燃气管网变得越来越庞大，传统的人工巡检方式工作量巨大，效率低下，巡检时间间隔长，存在严重的安全隐患。“铠镝燃气管网无线监测系统”正是基于燃气运行部门对输配管线运行数据的监测实际需求，而专门开发的远程监控系统。该系统利用物联网和无线数据远传技术，针对分布散、精度要求高，且数量庞大的燃气阀井、调压设备的日常运行数据实现远程实时监测，可以在线实时准确的掌握各燃气监控点的运行现状，完成紧急情况下的报警，实现对燃气输配管网进行集中的管理，便于资源的优化配置，降低因人工巡检带来的效率低，管理难度大，人力成本高等一系列问题。系统具备如下特点： 实时性强：系统可以同步接收所有数据采集点的数据，可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求； 建设成本低：系统采用无线远传技术，因此不需要为系统进行专门布线，前期投资少、见效快，后期升级、维护成本低； 监测范围广：应用覆盖范围广，在手机网络信号的覆盖范围之内，都可以实现远程监测。而且，扩容无限制，接入地点无限制，能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。 可预设监测范围，超限自动报警。当超出限值，系统会自动启动声光报警装置，通知管理人员及时处理。G P R S 网络管网运行监控中心声光报警器监测人员阀井监测压力浓度流量 液位撬站监测压力浓度流量5、庭院、楼栋智能调压柜（在研）通过电磁阀技术，结合无线传输及集中技术，可在调度中心实现对庭院，甚至更下一级的楼栋，进行数据远程监测和阀门远程控制的能力，使得燃气公司应对紧急情况的能力大为提高，管理效果更为具体。三、燃气运维行业现状对比国内城市燃气管网运维管理现状 阀井人工巡查，手工记录，无法纳入中心控制系统，日常巡检和维护工作量大，巡检时间间隔长，有安全隐患； 阀井属于封闭状态运行，环境恶劣，设备易产生故障或泄露，安全防范措施缺失，存在安全隐患； 对气体泄漏、水淹等阀井的各种状况无法做到实时有效掌握，易忽视险情； 截断阀门采取人工控制，紧急情况下无法及时关闭阀门，长时间泄露，极易发生次生灾害； 巡检及维护记录无法及时归档及管理，缺乏有效追溯机制；落后的管理模式，导致事故频发国际先进的城市燃气运维模式日本大阪燃气公司总部设在大阪市，管辖含大阪市在内的五个城市。共有 46 个基地、177 台车辆以及 212 名工人。共有搭载微型计算机的计量装置 7120 台，压力无线监视装置 460 台，具有“远程切断”的阀井 1809 个，2015 年 09 月 09 日，上午9 时许，位于宁波市海曙区中山西路与丽园北路交叉口的一处正在使用的燃气管道因施工导致破裂，进而引发火灾。2015 年 08 月 28 日, 在杭州飞云江路钱江路口的地铁工地上，由于施工方过失，误将天然气管道（DN300）挖破，气体喷射数十米高。2014 年 8 月 1 日凌晨，台湾高雄市天然气主管道发生泄露，进而引发闪爆事故，伤亡惨重。图片为事故现场一角地震感应自动切断开关 3007 个。 （2015 年资料） 。四、燃气公司数字化阀井智能管理平台系统改造方案1、 技术方案概述铠镝阀井远程监测与控制系统通过使用远程通信及物联网技术，可以对燃气管道阀井阀门实时采集相关数据，并根据这些数据对相关阀门进行半自动或者自动控制。通过加装智能仪表和设备，实现阀井压力、温度、流量、供电、水位、可燃气体浓度等数据的自动采集和远程传输，实现非法闯入图像抓拍及远程自动报警，达到了阀井数据自动采集、减少人工巡井工作量的目的。该方案使用先进的物联网和自动化技术，将相应的信号数据上传至远程监控平台中，由后台系统实现对阀井的远程监测与智能控制，可以有效的提高燃气企业的自动化管理水平，促进企业的安全生产，并降低人力投入及费用支出，达到“降本增效”的目的。系统由数据采集系统、阀门控制系统、信号处理系统、无线传输系统、供电系统、防水防爆系统和后台控制系统七大部分组成。通过对传统阀井加装智能仪表和设备，实现阀井压力、温度、流量、供电、水位、可燃气体浓度、阀门状态等数据的自动采集和远程传输；实现紧急情况下远程操作截断阀门关闭或自动联动关闭；实现非法闯入图像抓拍及远程自动报警。通过本系统可达到阀井数据自动采集、阀门紧急关闭、减少人工巡井工作量的目的。通过井端系统采集各项相关信号，经过无线传输设备将信号传送到控制中心接收，实现实时监测；当管道压力异常升高或降低，超过管道系统设计运行标准要求时，系统自动控制相应阀门的开关，实现自动化管网管理；或者主控中心接到泄漏报警时远程紧急关闭相应阀门，实现紧急事件的及时处置，降低二次事故风险的目的。阀井每天定时发送数据监测信息或根据阀井异常情况控制摄像机进行拍照。管理系统可按阀井地址依次轮询或专门查询各阀井数据，达到自动智能巡井目的。可以实时监测各节点阀井的可燃气体浓度、井内水位等日常巡查参数。各阀井的监测数据可实现信息化归档管理，可对累积的数据进行二次大数据分析，为管理层提供决策依据。当发生事故后，可调出存档数据，可以协助分析事故原因，追溯责任。系统拓扑图图-系统构成通过RTU（RemoteTerminalUnit远程终端控制单元）采集智能仪表及电磁阀或电动执行器状态等信号，经过无线传输设备将信号传到控制中心接收并实时监控；当管道压力异常升高或降低，超过管道系统设计运行标准要求时， RTU自动控制阀门开关或远程控制达到开关阀门的目的；或者主控中心接到泄漏报警时远程紧急关闭相应阀门，实现紧急事件的及时处置，降低二次事故风险的目的。阀井每天定时发送数据监测信息或根据阀井异常情况控制摄像机进行拍照。管理系统可按阀井地址依次轮询或专门查询各阀井数据，达到自动智能巡井目的。可以实时监测各节点阀井的可燃气体浓度、井内