城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)的安全運營是保障城燃企業(yè)穩(wěn)步發(fā)展的基礎。隨著燃氣用戶逐漸增多、供暖市場逐步擴大，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氣管網(wǎng)逐步升壓的形勢下，管道施工作業(yè)時的不安全行為以及日常運維中管道、閥門、管件的不安全狀態(tài)都有可能造成燃氣管網(wǎng)泄漏。如何保障燃氣管網(wǎng)的安全運行、提升管網(wǎng)的綜合安全性以及減少燃氣管網(wǎng)泄漏事件的發(fā)生，成為了城燃企業(yè)必須思考的問題。十四五規(guī)劃以來，數(shù)字化及智能化成為了城市燃氣企業(yè)后續(xù)發(fā)展的方向，燃氣企業(yè)若能夠逐步搭建智慧燃氣平臺，則能夠幫助企業(yè)通過智能模塊的搭建提升管網(wǎng)的綜合安全性，降低燃氣泄漏事故風險程度，進一步保障管網(wǎng)運營安全及居民用氣安全。

1 燃氣管道智能監(jiān)控平臺

1.1 燃氣管道泄漏主要類型

埋地燃氣管道的泄漏事故主要是由第三方施工破壞以及管道腐蝕造成的。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較為淡薄，在無相關(guān)手續(xù)且未與管線產(chǎn)權(quán)單位商議管道保護方案的情況下私自開工，導致出現(xiàn)燃氣管道破損泄漏事件。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的鋪設，雜散電流對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氣管道在土壤自腐蝕的基礎上加速了腐蝕速率，同時也增加了腐蝕漏氣風險。此時，陰極保護工作變得愈發(fā)重要，需對埋地鋼管的通電電位及斷電點位實施陰保監(jiān)測。

1.2 燃氣管道智能監(jiān)控平臺的建立

搭建埋地燃氣管道監(jiān)控平臺可實現(xiàn)對埋地鋼管陰保狀況的監(jiān)測分析并且能夠有效提高第三方施工監(jiān)護力度。該平臺中的電子監(jiān)護模塊可及時發(fā)現(xiàn)未經(jīng)溝通協(xié)調(diào)的第三方自主施工問題，彌補人工監(jiān)護可能出現(xiàn)的疏漏，盡量避免因第三方野蠻施工而導致的燃氣管道破損、泄漏事故。

為了防止燃氣管線受到第三方破壞，可通過在管線沿線設置分布式光纖，通過振動信號的傳遞，在該平臺實現(xiàn)管道破壞及時預警功能。該監(jiān)控平臺也可結(jié)合GIS系統(tǒng)實現(xiàn)泄漏點精準定位，提升應急響應速度。除此以外，可在管道與軌道交通并行或交叉1 m范圍內(nèi)設置智能陰極保護檢測樁并將數(shù)據(jù)上傳至管線監(jiān)控平臺，實現(xiàn)陰保數(shù)據(jù)及時反饋與分析。通過監(jiān)控平臺對風險點的及時預警，管線產(chǎn)權(quán)單位能夠迅速采取應對措施，從而降低鋼管腐蝕泄漏風險。

現(xiàn)階段已在部分受雜散電流影響干擾較強的管段設置了陰極保護測試遠傳樁，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)24 h匯總。目前平臺僅顯示異常的數(shù)據(jù)項，暫未實現(xiàn)自動分析和預警功能。若后續(xù)改造成智能陰極保護測試樁，則可在后臺準確掌握管道腐蝕情況，管網(wǎng)運營部門可及時采取措施，降低管道腐蝕泄漏風險。另外，第三方施工監(jiān)控模塊是燃氣管道智能監(jiān)控平臺發(fā)展的方向，通過管道智能監(jiān)控及光纖振動信號預警，彌補第三方施工中的監(jiān)護空缺。

2 智能閥井監(jiān)控平臺

2.1 閥井泄漏主要類型

燃氣閥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泄漏的主要類型。閥體與管道連接處螺口松動以及放散閥閥芯處未按時維護注入油脂均會導致放散閥出現(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是日常巡檢過程中不容忽視的環(huán)節(jié)。但此類直埋放散閥數(shù)量較多，日常維護檢測消耗力度又大，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)控平臺的建立

搭建智能閥井監(jiān)控平臺可實現(xiàn)對閥井狀態(tài)的監(jiān)控，降低閥井燃氣漏氣的風險，同時也可提升檢修效率。智能閥井監(jiān)控模塊應具備井蓋防侵入功能以及閥井智能檢測監(jiān)控功能，通過平臺配套設備內(nèi)部傳感器可將閥井內(nèi)燃氣濃度、水位以及閥井開啟狀態(tài)等數(shù)據(jù)傳送至公司管網(wǎng)監(jiān)控后臺，從而實現(xiàn)對閥井內(nèi)燃氣濃度、水位值的全天候監(jiān)測。當閥井出現(xiàn)燃氣泄漏時，對應的閥井信息將直接反饋至調(diào)度中心，并第一時間派出搶維修人員展開維護工作。管網(wǎng)監(jiān)控后臺可隨時查看各個閥門井狀態(tài)。

現(xiàn)階段智能閥井監(jiān)控工作的展開難點主要與閥井內(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)控平臺除了具備燃氣泄漏報警功能，還可準確反饋閥井內(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)團結(jié)路段某閥井內(nèi)相關(guān)參數(shù)。該平臺將設備浸水狀態(tài)準確反饋至運維員端，提升了閥井維護效率。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)對閥井安全隱患的監(jiān)測能力以及應急響應效率，此外也可減輕人工巡檢強度。

某閥井智能監(jiān)控參數(shù)

3 調(diào)壓箱智能監(jiān)控平臺

3.1 調(diào)壓箱泄漏主要類型

調(diào)壓箱作為燃氣管網(wǎng)的重要附屬設施，在日常運營維護工作中運維人員會對調(diào)壓箱的設備質(zhì)量問題、螺栓螺口松動、密封材料老化以及基礎沉降等問題展開維護。調(diào)壓箱出現(xiàn)燃氣泄漏情況時，一般多表現(xiàn)為調(diào)壓器主調(diào)無故不能正常調(diào)壓、調(diào)壓器進口閥門閥芯漏氣，接口處絲口炸裂等。此外，調(diào)壓箱的數(shù)據(jù)采集、運營壓力調(diào)試、調(diào)壓箱維保工作耗時多、工作量大，且管理難度大。隨著燃氣運行壓力等級的上升，天然氣調(diào)壓器的安全運行問題日益受到重視。無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，若不能及時發(fā)現(xiàn)和處理，都有可能會對人民群眾的生命財產(chǎn)造成極大的損害。

3.2 調(diào)壓箱智能監(jiān)控平臺的建立

搭建燃氣調(diào)壓箱智能監(jiān)控平臺可實現(xiàn)對調(diào)壓箱運行狀態(tài)的智能檢測以及壓力調(diào)節(jié)，提升燃氣調(diào)壓箱工作的整體安全性。調(diào)壓箱運行壓力及流量值可通過遠傳模塊傳輸至調(diào)壓箱智能監(jiān)控平臺；該平臺通過壓力流量分析實現(xiàn)對控制導閥的智能控制，從而實現(xiàn)調(diào)壓器出口流量、出口壓力控制。此外，通過該智能監(jiān)控平臺，可實現(xiàn)對調(diào)壓箱的遠程閥控功能，及時對存在漏氣及安全隱患的調(diào)壓箱進行關(guān)閥處理。與此同時，該平臺通過與GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享對接，可實現(xiàn)調(diào)壓箱的精準定位，提升應急響應速度，降低調(diào)壓箱出現(xiàn)燃氣泄漏情況帶來的風險。

現(xiàn)階段部分調(diào)壓箱增設了壓力、流量遠傳裝置，可實現(xiàn)對區(qū)域調(diào)壓箱用氣流量壓力監(jiān)控及實時數(shù)據(jù)遠傳。為后續(xù)冬供期間用氣量的監(jiān)測及預測提供了數(shù)據(jù)基礎。后期將通過一系列的調(diào)壓箱改造工作，逐步完善燃氣調(diào)壓箱智能監(jiān)控平臺，包括在現(xiàn)有壓力流量數(shù)據(jù)遠傳的基礎上擴展采集過濾器壓差、切斷閥狀態(tài)、泄露報警和柜門開關(guān)等信息，并定時進行數(shù)據(jù)遠傳。

4 戶內(nèi)燃氣設備安全監(jiān)控平臺

4.1 戶內(nèi)燃氣泄漏主要類型

戶內(nèi)燃氣管道泄漏的主要類型為表前閥閥口泄漏以及連接灶具的膠管老化龜裂，或膠管兩端松動脫落導致的燃氣泄漏。燃氣表前閥為緊急情況下用戶可自行操作切斷燃氣的閥門。由于該閥門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，表前閥處常被測出有輕微泄漏。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。燃氣灶軟管的規(guī)定使用年限為 18個月，但目前絕大多數(shù)居民用戶并未按此規(guī)定更換，導致橡膠軟管超期使用，入戶安檢時常發(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長，且并未用管箍固定，橡膠軟管有脫落并導致漏氣的風險。

4.2 戶內(nèi)燃氣智能監(jiān)控平臺的建立

搭建戶內(nèi)燃氣設備安全監(jiān)控平臺可實現(xiàn)對戶內(nèi)燃氣設備運行狀況的監(jiān)測，提升戶內(nèi)燃氣使用安全性。該平臺配套的燃氣報警器可在探測到燃氣泄漏后，聯(lián)動切斷入戶燃氣，并將泄漏報警信息傳遞到用戶端，實現(xiàn)燃氣泄漏及時預警。該預警信息也會同步至管理平臺，實現(xiàn)快速響應并轉(zhuǎn)單至搶修中心盡快上戶解決漏氣問題，保障用戶用氣安全。

現(xiàn)階段商業(yè)用戶燃具均已設置泄漏報警裝置，可采取報警器與切斷閥聯(lián)動的方式，逐步納入戶內(nèi)燃氣設備安全監(jiān)控平臺，進一步保障商業(yè)用戶用氣安全。適用于居民用戶的燃氣報警器，由于存在誤報及零點漂移等情況，并未得到廣泛應用，暫時只能通過定期入戶安檢保障其用氣安全。

5 結(jié)語

對于城鎮(zhèn)燃氣企業(yè)來說，安全是第一要務，城燃企業(yè)需要不斷提升管網(wǎng)運營能力以及管網(wǎng)運營安全性。對于在日常運營維護中發(fā)現(xiàn)的燃氣泄漏情況以及運營維護中出現(xiàn)的難點，一方面可以通過完善和優(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)智慧燃氣、智慧管網(wǎng)發(fā)展趨勢，對燃氣管網(wǎng)運行工況及設備運行狀況展開智能監(jiān)控，及時排除隱患。城燃企業(yè)應主動結(jié)合數(shù)字化發(fā)展趨勢，積極搭建智慧燃氣平臺，進一步提升公司管網(wǎng)運營的安全可靠性。通過各個平臺模塊實現(xiàn)實時監(jiān)控以及預警功能，幫助管網(wǎng)運維人員隨時了解管網(wǎng)運行工況以及設備運行狀況，及時修復泄漏設備及管道，降低燃氣管網(wǎng)泄漏造成的風險。城燃企業(yè)可通過打造智慧燃氣綜合服務平臺，不斷提升公司的管網(wǎng)調(diào)度能力、安全運營能力，從而提升企業(yè)的管網(wǎng)運營安全性以及核心競爭力。

武漢市天然氣有限公司 陳 雪