自動化技術在城鎮燃氣管網運行管理中的運用

李超

[摘? ? 要]隨著科學技術的發展和創新，自動化技術與各個領域不斷結合，廣泛地運用到現代社會的各個方面。隨著我國城市化發展進程的加快，公共服務基礎設施的不斷興建和完善。政府和相關行業也提出智慧化城市建設發展思路，城市燃氣管網自動化技術的運用也就成為了時代所需。為了保證在實際應用過程中更加具有安全性和實用性，必須要提高城市燃氣管網管理的自動化技術，以此才能更好地保證在進行燃氣管網的使用過程中其自身的穩定性和安全性。文章針對自動化技術在城鎮燃氣管網運行管理中的具體應用進行探討，為城鎮化的建設和發展提供一種思路。

[關鍵詞]自動化技術;城鎮燃氣管網;運行管理

[中圖分類號]TP29;TU996.62 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）05–00–02

Application of Automation Technology in Operation

and Management of Urban gas Pipeline Network

Li Chao

[Abstract]With the development and innovation of science and technology， automation technology is constantly combined with various fields， and gradually widely used in all aspects of modern society. With the development process of China's urbanization and the continuous construction and improvement of public service infrastructure， the government and related industries also put forward the development ideas of smart city construction， The application of urban gas network automation technology has become the need of the times. In order to ensure more security and practicability in the process of practical application， we must improve the automation technology of city gas pipe network management， so as to better ensure its own stability and safety in the use of gas pipe network. This paper discusses the specific application of automation technology in the operation and management of urban gas pipeline network， and provides a way of thinking for the construction and development of urbanization.

[Keywords]automation technology; urban gas network; operation management

在現代化社會發展背景下，科技的不斷創新和快速發展推動著我國城市化進程不斷深化。尤其是在我國大踏步邁向全面信息化的時代，在信息化、科技化影響下，部分大城市已經向著智慧城市的道路發展。在智慧城市的建設中，最重要的是涉及民生基本保障的水、電、氣網的高效建設和管理，水、電、氣網超大的業務數量和維護管理難度也倒逼其向智慧化的方向前進。在當前背景下，自動化技術的運用已經是城鎮運行和建設管理燃氣管網時重要前提條件。

1 城鎮燃氣管網運行管理自動化

1.1 燃氣管網自動化運行設備

當今社會經濟發展日新月異，能源的需求變得越來越重要，有鑒于此，國家出臺了一批關于能源安全的戰略規劃，其中比較熟悉的是西氣東輸這個西部大開發重點項目，西氣東輸項目帶動了國家整個燃氣行業的飛速發展。隨著我國城市化進程的不斷推進，城市的基礎建設也越來越完善，借著西氣東輸的東風，城市中供氣的區域不斷擴大，燃氣行業實現了爆發式增長，這也對燃氣行業自動化水平有了更高的要求。在一些大城市燃氣行業自動化的程度得到了深入的發展，管線調壓設計和管理都得到了優化。自動化技術的運用使得安全性和穩定性更加優良，甚至基本實現了智能化。但是在一些小城市或者城鎮，由于經濟發展沒有跟上，燃氣行業自動化技術使用比較少。就調壓方式來說，仍然使用的是人工巡視、手工操作的落后方式，常常由于人的疏忽而造成安全事故。

城市燃氣根據使用情況，需要調壓站來對不同的壓力級別進行切換，所以調壓站可以說是燃氣管網中最重要的環節，調節壓力和穩定壓力是其主要功能。將壓力分為3個等級，即系統中的高壓、中壓和低壓。實際使用的過程中，高壓燃氣本身是不能直接進行入戶使用的。調壓站可以根據燃氣運行的需要，將上一級的壓力轉化為實際需要的壓力水平，當下游的壓力需要發生改變時，調壓站能保持壓力穩定在安全范圍內，保障用戶使用安全。調壓站的核心設備是調壓器，在燃氣調壓中，操作人員需要結合調壓站的位置、壓力等級等參數進行調節，直接管控著其他設備及后續工作的開展。調壓站可以分為劃門站、分輸站以及高中低壓的調壓站。鑒于城市燃氣管網的建設和運營管理中，燃氣調壓站具有非常重要的影響和作用，也成為自動化技術在燃氣管網運行管理應用的核心。另外，涉及到的其他設備，比如閥門、燃氣管道等，在后期運行管理中也將逐步實現自動化的管理，有利于事故的避免。燃氣供應事關國計民生，采用先進、科學、準確的方式來管理燃氣管網調壓，實現調壓閥對燃氣壓力的自動調節等，讓燃氣管網運行更安全，而且還可以讓燃氣管網管理更加高效，讓人們享受更加便利的燃氣服務，對當地社會經濟的發展具有重要的提升作用。

1.2 燃氣管網自動化運行管理

城市化建設的提升對城市的公共基礎設施建設有了更高的要求，面對自動化、信息化、智能化的發展趨勢，需要基礎設施的設計理念和標準與時俱進。有許多燃氣公司的設備都是用EMS、GIS系統來進行管理，實現了一定的自動化和智能化。在城市燃氣管網建設中，最重要的準則是供氣的安全性、可靠性，供氣設備自身的安全性也就十分重要，這些設施在后期運行時的安全性管理是一個重要的課題。伴隨科技的進步和發展，城市燃氣管網安全管理常常采用SCADA管理模式，通過SCADA的數據監控和采集系統，為燃氣管網的建設和運營提供參考。城市燃氣管網常是按照不同的壓力等級進行劃分和管理，燃氣管網SCADA系統應用中，除了需要對燃氣管網的壓力、流量以及燃氣調壓站的安全運行狀態進行監控，還需要對燃氣本身的溫度、調壓器本身的閥位、緊急切斷閥的狀態、系統中的泄露報警的狀態、過濾器的差壓狀態等來進行監控。在供氣收費計算和結算時也可以借助SCADA系統有效監控。燃氣調壓站作為燃氣管網核心，其運行狀態十分關鍵，燃氣管網的SCADA系統可以對整個系統進行監督和控制。借助SCADA系統，綜合燃氣管網的壓力、流量、溫度、調壓器的閥位信息，為燃氣管網建設、安全運行管理提供了自動化、智能化的提升空間。

2 城鎮燃氣管網運行管理中自動化技術的應用對策

2.1 城市燃氣管網自動化技術的應用對象和特征

城鎮燃氣管網是公共基礎設施建設的重頭戲，事關民生保障，歷來受到各界的關注和重視。在智慧化城市的建設浪潮前，城市燃氣管網逐漸朝著自動化的方向發展是大勢所趨，首先必須實現燃氣調壓站的自動化建設和應用。 自動化燃氣調壓站的探索、 設計、建設中，必須將其自身的安全性、高效性價值融入其中，在以遠程監控、動態管理為重點的自動化、智能化管理過程中，重點是要結合現實要求。在燃氣調壓站的出口處可以有針對性地對壓力進行遠程調控;在燃氣調壓站中，要實現對燃氣流量進行遠程調節，同時還要具有數據信息采集、數據分析功能，可以在出現危險和隱患時自動觸發警報。這些功能和特征，在燃氣管網運行管理中具有重要地位。在燃氣調壓站的自動化建設時，還可以在智能化的應用系統搭，建遠程監控平臺、智能化網絡通信的應用等。

2.2 燃氣遠程流量控制系統的應用

燃氣管網的智能化、自動化建設和發展離不開燃氣管網遠程流量控制和調節系統的應用，隨著西氣東輸工程竣工，燃氣供應和使用單元急速增長，尤其是對如何實現燃氣的準確計量和遠程控制在燃氣管網運行管理中的實際應用十分重要。燃氣流量檢測與控制智能系統的使用是采集站、集輸站不可或缺的建設內容，對燃氣流量大小和多少的自動調節具有重要作用。

燃氣流量監測系統是基于監控的計算機控制系統，使用器件、控制設備、 智能計算機等自動化設備采集信息，實時讀取測點壓力、氣溫數據，通過比對相關數值，實現對瞬時流量的計算，通過電纜或網絡數據傳遞到系統中心，還可以進行自動報告和實時呈現。結合計算機處理技術和傳統測量方法，實現了燃氣流量的自動檢測和控制。

燃氣的遠程控制可以應用于分輸站、門站、鋼廠、化工廠中，實現對燃氣有針對性的調節控制。在構建系統和應用中，可以有效連接多種通信接口。一般選用Modbus通訊協議，Modbus通訊協議目前廣泛運用于燃氣管網建設管理，能夠科學合理地體現現場流量調節控制系統的應用。結合目前的燃氣管網現狀，要對燃氣管網工程項目的建設進行跟蹤，一般沒必要對所有用戶控制參數進行調整。實踐中進行試驗性的調控，保證調節過程的可靠性、穩定性，最大化發揮遠程流量調節控制系統的應用作用。

2.3 自動化技術在燃氣管網運行中的數據存儲和管理應用

在數據的存儲和管理方面，對于空間的數據和屬性數據建立一個動態的連接是非常有必要的，而且進行地理信息的數據管理的核心操作就是信息的調配和使用。城市燃氣管網系統中的實時數據采集技術，能夠提供實時的生產數據，從而進行生產相應的決策。在采集物體數據的過程中，可以將現場數據采集技術大力加以運用，采用新型的信息傳輸方式，以及對采集物體模型的自行優化，可以對圖紙進行相應的修改，并且完成圖紙的繪制功能。運用現場數據采集技術，采集單位對于采集中的重點地方和關鍵部分可以很清晰地看到，并且可以縮短工程設計耗費的時間，不斷對工程進行優化。

2.4 無人機技術在燃氣管網運行管理中的應用

傳統的人工巡檢已經逐漸被自動化巡檢方式所替代，自動化的巡檢不僅可以實現有效對各項工作的運作，也是未來的發展趨勢。燃氣管網智能巡檢可以成為無人機技術現實自動巡檢的優秀運用場景，以燃氣管網的巡檢為核心，將采集的燃氣管網數據、坐標導入無人機系統，在燃氣管道周圍10m區域進行數據的采集和回傳分析，控制中心可以授權地面人員在飛控平臺向無人機發出指令，也可以提前在飛控設備、軟件系統中輸入管線坐標和飛行軌跡。因傳統巡檢模式中需要頻繁地更換巡檢工作人員，所以在交接時難免會出現不清晰和遺漏。而采用無人機進行巡檢后，能從根本上解決這一問題，避免由于人員更換造成的麻煩和問題，能夠長時間保持高水平的巡檢作業;采用無人機巡檢后省出的人力和物力，能用于巡檢問題的分析和處理，解決以往在巡檢過程中由于資金不足難以及時解決和處理的問題，進而有效提高了巡檢和突發事件處理的專業水平，控制中心的管理人員可以通過無人機的視角進行實況監控觀察，及時發現異常，第一時間啟動預案，有針對性地進行處理。

3 結語

城市燃氣管網的建設要與新時期背景下的自動化技術進行有效融合。在保障燃氣管網安全性、穩定性的前提下，燃氣管網運行管理要大膽開展自動化技術的引進和研究。在如今城市規劃和建設中，自動化技術在城市燃氣管網的應用具有必然性，有利于提高燃氣管網的可靠性、穩定性，同時在管理的過程中也可以更多地去使用環保、清潔的能源，進一步地提高城市中所有居民的整體生活品質。對城市燃氣管網的安全建設和管理具有實質性意義。

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