刘建瑞
(中交煤气热力研究设计院有限公司,辽宁 沈阳 110026)
1 智慧燃气产业链的构成
智慧燃气的产业链包含智慧燃气建设发展的各个技
术环节:以调压站(箱)、阀井、管线、气表(简称,站、箱、井、线、表)为代表的燃气基础设施;智能化信息平台;通讯网络支持系统。
1.1 燃气基础设施
(1)调压站(箱)相关智能设备。调压站(箱)相关智能设备是在传统的自力式调压器基础之上进行技术创新,开发新型智能控制器和专用自力式调压器控制导阀,通过智能控制器对控制导阀进行控制,实现调压器出口压力和出口流量智能控制。智能调压站的调压器为自力式调压器,断电或通讯故障时,调压器仍按当前设定压力正常工作,故具备本质安全特性。
要有分布式光纤预警技术、违章振动预警技术、传感防护带预警技术,这些技术在国内外石油天然气长输管线上也有应用。③综合管廊天然气管道环境监测与报警装备。基于光谱吸收技术的甲烷检测装备原理是当天然气管道发生甲烷泄露事故后,甲烷分子扩散,安置在现场的传感器探头内激光被甲烷分子吸收产生衰减后,通过光纤维传输进入主机进行光电转换,随后进行数据处理,即可计算出泄露甲烷气体的浓度。该技术在国外得到了广泛的应用,但国内应用目前处于起步阶段。④管道防腐技术。阴极保护无线远传系统是通过对做阴极保护系统的用户的测试节点上传感器电压电流数据的实时电子采集、持续电脑加工分析后,以可视的直观的图表形式向用户展现腐蚀控制的变化情况,达到用户能提前发现设备保护效果异常,及时采取处理措施,以达到防患于未然的目的。阴极保护远程管理系统的智能感知设备为无线远传数据采集仪。⑤管道探测技术。对于城市燃气金属管线的探测,可以采用频率域电磁法,同时根据探测条件不同可以选择直接法、夹钳法、感应法或示踪法。对于 PE管道的探测,由于其不导电、不导磁,因此可采用地质雷达探测结合图像处理技术的方法。
(4)计量表相关智能设备。从机械式流量计到电子流量计的革新是流量计最重要的发展趋势之一。不但避免了机械流量计工作中需要更换运动元件,同时将自诊断功能引入流量计中,使得测量仪表不仅仅是简单的测量工具,更多地为了满足系统维护的需要,使得控制人员能够远程实时获取生产现场的流量数据和历史数据。
1.2 智能化信息平台
(1)生产运营类系统。通过 SCADA监控系统、 GIS系统、生产运营管理平台、生产运行管理平台、生产运行系统、生产作业管理系统、安全管理信息系统、阴极保护远程监测管理系统、应急指挥系统、阀井远程监测控制系统、智能巡检系统的业务集成,从全局的高度了解事故情况、减少调度命令流转环节,能有效的保证居民生命财产安全[1]。
(2)市场营销类系统。①用户管理系统。用户管理系统主要承担业务受理、抄表、计费、安检维修等功能,是客户与燃气企业进行交流的主要平台。通过对用户管理系统的建设,可以进一步完善用户基础数据,深化收费及用户服务基础管理,加强用户数据分析,提升收费及用户服务科学化水平,形成对管理决策和业务发展的全方位信息支撑,带动管理现代化、数字化、精细化、科学化,进一步提高收费及用户服务管理的管理水平和
经济效益。②管网规划辅助系统。管网规划辅助决策系统以燃气管网全生命周期下的状态应用为贯穿线,通过仿真模型计算,实现设计优化、虚拟运行和风险预警,达到对规划过程和规划内容的全面管理;实现管网模型动态管理、规划业务管理、规划方案比选、用气指标与规律管理、仿真计算、数据共享与发布等核心功能的基础上最终完成实现基于管网自动化分析优化上的管网虚拟运行与风险预警功能。③用户发展管理系统。用户发展管理系统是针对燃气企业前端的重点项目、咨询项目的管控及落实项目的整体过程控制,包括报装、规划、设计、图纸、交底、施工信息、报验、验收、接线通气的全业务流程环节。
(3)资源管理类系统。①企业资产管理系统。企业资产管理系统是在资产比重较大的企业,在资产建设、维护中减少维护成本、提高资产运营效率,通过现代信息技术减少停机时间,增加产量的一套企业资源计划系统。②完整性管理系统。一般完整性管理系统包括设备管理系统、风险评估和完整性评价系统。通过对管网设备设施的全生命周期管理和工作周期持续改进,把风险评估和完整性评价系统相整合,前者为后者提供行为指导,后者为前者提供数据支撑,全面实现管网的完整性管理,提高管网运营安全,提升管网运营效率。③财务核算系统。财务核算系统建设的目标是为燃气企业搭建一个能进行全面财务管理和控制的系统平台,实现企业的具体业务流程标准化,财务业务数据一体化,企业内部数据传递和财务分析、决策支持智能化,从而为企业在市场竞争下提供坚实的基础,做到财务业务流程、数据和系统的一体化。
(4)基础管理类系统。①协同办公系统。通过该系统的建设,可以构建企业内部信息门户和集成的平台,提高待办审批效率,实现企业内部高效协作与沟通,真正提高办公效率,实现日常办公移动化、实时化、高效化、无纸化,为企业节省办公费用;同时助力企业文化建设,提升知识的开发、利用与共享,增加学习培训的途径;实现各类业务数据报表的占线,为领导决策提供依据[2]。②档案管理系统。档案管理系统的建设要按照数字档案馆建设标准、电子化档案管理的需要,实现档案管理各业务环节的自动化、网络化、实现档案信息资源共享,满足用户在线查档与利用需求。③数字工会系统。数字工会系统应实现“六大服务功能”,即工会基础数据库功能、工会门户网站功能、数字图书馆功能、工会办公系统功能、工会小家WI-FI辐射功能,实现工会组织服务职工即时性和把工会小家建到职工的手上。
1.3 通讯网络支持系统
通讯网络是实现燃气智能化的基础。所有数据传输的实现都需要网络进行支持。通讯网络一般分为有线网络和无线网络。从组网方式上可以分为两类,一类是公有网络,如有线网络、GPRS/CDMA、3G/4G、5G、
NB-LoT等;另一类是自组网络,需要自行搭建通讯基站,短距离传输有 ZigBee、Wi-Fi、Bluetooh、Z-wave等,典型的应用场景如智能家居;长距离传输 LPWAN,如 LoRa、Cat-1和 eMTC等,典型的应用如智能抄表。
2 智慧燃气建设过程中存在的问题
伴随着中国城镇燃气近年来的高速发展,国内对智能化诉求也越来越强烈。在燃气智能化建设过程中,仍急需解决以下四方面问题:(1)急需推动智能化相关标准体系的建设,以指导燃气行业智能化的统一有序推进;(2)基础设施智能化水平不足,亟待升级改造;(3)共享数据库建设和管理不够完善,影响智能化深度应用;(4)智能平台待进一步完善,核心平台自主可控能力亟待加强。