城市智能燃气管网建设探讨

城市智能燃气管网建设探讨

江山

武汉誉城千里建工有限公司 湖北省武汉市 430051

摘要：中国大部分城市都已经开始使用燃气管道和燃气设施，尤其是在西气东输等项目推行后，推动了城市燃气管网的健全化，城市燃气管道化实现了质的发展。但也因此出现了一些问题，给输配系统的运行和供气安全带来了很大的障碍，所以，构建城市燃气管网系统十分关键。

关键词：城市智能；燃气管网；建设探讨

1引言

随着信息技术的飞速发展，使得物联网、大数据和移动互联技术可以被广泛地应用到城市智能燃气管网建设中，极大地提高了燃气公司的信息化管理水平。

2城市燃气管网系统的创建流程

2.1燃气管网系统管理理念

创建燃气管网管理体系的时候，可以借鉴PDCA循环理念，尤其是其中的计划、执行、检查和行动这几项。PDCA循环理念，就是在质量管理活动进行的时候，按照顺序执行制定、实施、检查计划这三步，完成所有的工作内容，并在最后将成功完成的部分归入标准范围中，将失败的部分留到下一个循环处理的一种工作形式。

2.2燃气管网系统设计要点

2.2.1管径的初始选择

按照管段核算流量，单位压力降，通过系统软件中设置的“初选管径”菜单选择管径。而单位压力降的数值计算是燃气从气源点到零速点之间的允许压力降和管路长度之间的数量比，且零速点是需要根据燃气从气源点传送到最远点的基本原则来明确。

2.2.2经济管径的选择

按照初始规格化管径和管段得到流量，进而核算出管段压力降的具体数值，之后通过气源点的压力，计算出每个节点所承受的压力，将各节点的压力完成调整之后，计算出经济压降。根据此压降和流量的数值，在软件中通过“管径优选”选择管径。

2.2.3城市管道耐久性原则的选择

若是整个结构或部分结构的状态出现问题，以至于没有办法达到使用要求，这种情况就是“临界状态”。城市燃气管道的使用时间也是属于功能中的一项，如果管道的耐久性经常出现极限状态，也就是管道的承载力正常使用时出现极限状态，那么在选择城市管道类型的过程中，需要按照耐久性寿命准则挑选，这也是评测管道的耐久性和预测使用时间的基础条件。

3 当前管道燃气工程施工过程中存在的一系列问题

3.1质量问题

（1）影响因素较多，提升了工程复杂程度。运转时间较长的施工周期，地表地下相结合的作业形式，都决定了燃气管道工程的复杂程度，提升了施工作业的难度。在各个城市的管道施工中，天气因素、地貌特征以及设备技术等不尽相同，对工程整体造成了不可预知且不可避免的直接影响。然而每一个问题的产生，每一个影响因素都可能会对工程产生决定性影响。例如在雨雪天气中，地表管道的开凿在较大降水的影响下极易形成地面的整体坍塌，需要通过暂停施工或钢架加固的形式来保障施工安全，否则会损害到工程的整体质量。（2）隐蔽特征明显，加大了安全隐患系数。燃气管道作为埋设在地下的市政工程，其使用与管理具有隐蔽性特征，这本来是出于对城市居民安全的考量以及城市美观程度的保护，但是这种隐蔽性导致了其维护与检查的难度加大，管道设施的老旧化会造成极大的安全隐患，容易发生地底火灾，严重的情况甚至会引发爆炸。燃气管道的隐蔽性直接增大了城市灾难的爆发系数，针对这类问题需要设立严格的验收与检查制度，确保其使用与管理的安全性。（3）施工管理较难，影响了管道质量安全。由于地底管道网络的广泛性，其巨大的辐射范围为燃气管道的后期维护与管理提出了严峻的挑战。而且燃气管道安全技术人员的缺口较大，无法有效的对城镇内的每条主要管线进行定期安全排查，导致后期运营维护工作管理难度大，从根本上危害了管道的安全质量。

3.2安全问题

伴随着我国社会经济发展水平不断得到提升，城市燃气管道工程也在不断增多，涉及到的范围更加广泛，在项目进行开发和建设的过程中，安全风险也随之而来。在燃气管道施工建设过程中，影响管道安全的风险因素具有多样性，容易受到施工环境和人为因素的影响，因为管道建设工人大多是农民，他们的综合素质和专业技术素养相对较低，无法全面把控管道的施工技术和质量管理要点，使得管道建设整体质量和安全性能较低。不仅如此，很多工程公司在施工过程中更加在意项目的进展，对安全和设计没有给予足够的重视，这也是导致项目的安全性无法达到规范要求的主要原因。目前如果发生安全事件，不仅会造成更大的经济损失，还会严重影响人民的生命财产安全。

3.3缺乏完备的安全监督体系

在燃气管道建设过程中，为了保证工程的顺利进行，需要对燃气管道建设现场进行安全管理，其中的重要部分就是要强化对燃气管道建设现场的安全监督力度。但是目前的实际情况是部分燃气管道建设管理者的安全意识不足，会忽略对这方面的重视，这也就极易造成建设人员出现安全问题以及燃气管道建设出现质量问题，比如缺少监督会导致施工人员工作懈怠，不认真，甚至出现偷工减料的行为，更有甚者会完全不注意自身安全，不能正确佩戴护具，这样会直接危害到施工人员的安全。

4系统功能简介

4.1场站监测

4.1.1系统介绍

使用ＳＣＡＤＡ系统的基本功能和结构，数据服务器负责处理、存储、管理从控制系统传送来的实时数据，同时又为网络中的其他服务器和工作站提供实时和历史数据。数据服务器是控制网络中的报警、趋势、报表等的数据服务器，也是本系统的数据处理中心，肩负整个系统数据的实时采集、存储和处理，是整个系统的数据集散地。该服务器支持远程部署，在线修改参数，适合多人协作开发，可根据实际需要，按照历史服务器、事件服务器、报警服务器、Ｗｅｂ服务器、企业门户等多种应用模式进行系统配置。

4.1.2系统功能

１）实时生产数据监测。该系统可实时采集监测门站各管道运行过程中的重要工艺参数，如压力、流量、温度、累积值、瞬时值等，工作人员可选用表格或条形图进行显示。２）动态显示工艺流程。利用系统的数据实时监测功能，将实时数据在场站的三维动态工艺流程图中显示出来，并将整个工艺流程图直观地在计算机显示器上显示出来，可以直观的看到开关、设备运行／停止、数据实时变化等。３）实时和历史数据趋势图、棒状图显示。该系统可根据工作需要将相关的监控点生成历史趋势图和实时趋势图。通过历史趋势图，可以查看历史特定某点的数据，方便查找故障发生的时间，数据变化趋势，帮助找出故障原因。根据生成的实时趋势图，便于工作人员分析压力、流量、温度等参数的变化趋势，以便保持管网设备的稳定运行。４）报警和事件管理。平台可自动处理天然气场站内设备或系统部件的故障报警和诊断报警，将每个报警用监测系统内置喇叭发出报警声，以醒目的颜色显示报警信息，并自动切换至报警参数所在画面。

4.2密闭空间监测

燃气管道的接头、阀门等连接处最易出现泄漏，而这些部位往往安装在地下阀门井等密闭空间，遇到火花极易引起爆炸事故发生，将会造成供气中断、环境污染、财产损失甚至人员伤亡等严重后果。同时，泄漏的燃气会集聚到周边的电力、电信管沟等地下密闭空间而造成更大的危害。近年来，地下管井瓦斯爆炸事故造成了一系列人员伤亡和财产损失事故，在地下下水道、沙井等地下密闭空间工作的人员不时发生中毒事故，不仅造成不同程度的人员伤亡和巨大的经济损失，而且给公共安全和人民群众的和谐生活带来巨大的负面影响。综上所述，根据燃气管网的安全要求，对地下燃气管网的密闭空间进行实时定点检测，以保障城市公共财产的安全和市民的生命安全。目前，利用人工携带仪器定点、定时检测封闭空间附近地下燃气管道泄漏的措施远远不能满足市场对燃气安全运行的实际要求，传统的燃气泄漏检测报警设备也不能满足城市混乱的环境要求。利用现有的无线 gps 网络和气体传感技术，从探测手段、数据传输方式、环境保护措施等方面，对地下管网的气体泄漏实时监测，对阀门进出口压力、管道流量和环境温度进行分析，确保城市地下管网的安全运行。本系统可以将气体安全检测领域从自动化的初级阶段推向信息化阶段，将彼此独立的小系统整合起来，作为智慧城市的一部分，通过物联网将气体安全信息实时地传递、收集、分析、管理，以尽可能地消除地下燃气管网密闭空间的安全隐患，保障社会公共安全。

4.3远程智能测压终端监测

目前民用立管试压检测普遍采用Ｕ形水压计进行压力检测，检测过程复杂繁琐，精度低、误差大、耗时长，已不能满足工作需要，而利用现有通信和高精度的压力检测技术，实现立管压力的实时监测具有重要的现实意义。在线压力监测系统的整体设计基于ＧＰＲＳ无线传输技术，能够实现各个立管的压力监测点与监控中心的实时、无线数据传输。立管智能测压系统实现了对各立管压力的自动检测和自动上报的功能，实时监测及计算机自动分析，发现故障能及时报警并在手机通讯网络中发布故障信息请求人工干预，在技术层面上解决了人工测量的人为误差，发生故障无法及时报警等问题，有利于达到气源合理调度的目的。

4.4工商用户监测

工商用户在使用燃气器具过程中因不注意器具的维护和保养，极易引发安全隐患进而造成生命和财产的巨大损失。工商用户在线监测平台可２４ｈ监测小微餐饮场所以及饭店的实时用气信息，平台对工商用户的监测，一方面通过压力变送器、流量计、温度传感器来实现对压力、流量和温度的监测，另一方面通过可燃气体探测器监测工商用户用气场所附近的燃气泄漏情况，当检测到气体泄漏时，发出声光报警，通知周围人员尽快撤离现场，同时启动联动电磁阀关闭气源，避免燃气持续泄漏，导致遇到明火发生严重火灾事故。

5结语

城市燃气管道的稳定运行属于十分繁琐的系统工作，燃气管道的安全运行，还需要依赖于各个部门联合的干预才可以实现。政府和燃气公司的员工都要重视起来，工作上要认真负责、恪尽职守，社会各界也要给予一定的支持和理解，以保障城市运行安全。作为居民也要按照燃气使用规范操作燃气具，在发现问题之后，及时解决，防止事故的发生，保障自身的生命财产安全。

参考文献

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