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智慧燃氣管網

城市級地下燃氣管道主要以PE材質為主,PE管材為國內最早一批,使用時間較長。燃氣管線地埋深度多為淺土層,且維護控制管井較少。供排水和通信管網縱橫交錯與之共同埋于地下。燃氣管線使用環境經常出現市政或建筑施工情況。

燃氣管線經常會出現管道泄漏情況,面對如此龐大的地下燃氣管網,如何監測管線泄漏,如何及時控制泄漏是全國各大城市燃氣公司面臨的非常重要的課題。管道泄漏一般由下列因素引起:管材的缺陷或管道腐蝕;施工質量差,驗收把關不嚴;道路下面的管道長期承受交通壓力、或地層沉降塌陷致使管道接口錯位斷裂或開焊;其它挖掘機械意外損害等。

管線的壓力、流量是調度系統中重要的監測內容,為進一步強化安全生產工作,準確把握管網的運行狀況,迫切需要建立“管網監控系統”,以防因泄漏造成財產損失和人員傷害。同時提高綜合信息數據可視化能力,為平衡壓力、調度生產工作提供高效、及時、準確、充分的數據依據,以提高工作效率和科學管理水平,增強管網運行安全性。 

針對燃氣集團現階段城市級燃氣管網情況和實際需求,結合我公司的產品特點及技術優勢,提出如下建議方案。

(1)燃氣管網監測控制管理系統建設

燃氣管網監測控制管理系統應用到燃氣管網,可以實時監測管道內部數據的同時,達到遠程無線控制現場閥門,且閥門控制部分電源為DC24V,安裝方便、安全可靠。此方案是對燃氣管線智能化程度低、燃氣管線無監測控制手段、燃氣管道多發性泄漏事故等現象做出針對性方案。

2燃氣管網監測控制管理系統簡介

燃氣管網監測控制管理系統設備包括流量計、遠程控制閥、壓力變送器、采集器。系統采用GPRS方式通訊, 可以把管道內部的壓力、溫度、瞬時流量、累積流量和閥門開關狀態實時上傳到智能管理平臺,平臺進行數據存儲、計算、統計、分析、查詢等功能,同時可以分別遠程實時調控不同位置的閥門,進行流量調節操作。還可以通過分析出的結果,對各管道進行泄漏報警設置,一旦有管道泄漏爆管情況,可及時發現及時控制。

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以“智能化管理、流量平衡調節、實時監測、實時控制”為目標,以現代信息技術為主導,全面提升燃氣管道信息采集和處理的效率和能力,以信息化帶動燃氣管道安全管理的現代化與科學化。通過對管道內流量、溫度、閥門狀態、壓力等關鍵數據信息采集,實時監控和智能分析,實現事故發生提前預警、報警、有效控制,并為應急救援提供準確信息??赏ㄟ^硬件設備監測管道的實時運行動態,智能判別管線異常情況;對管道異常情況以多方式多層級同步報警,遠程異地實時處置,減少因管道泄漏造成的能源損失和危害;通過軟件平臺對管線狀況進行智能化統計分析,科學調配管線流量壓力;精確查找細小漏點。智能管控燃氣系統,實現手動、自動、半自動處理機制,達到多手段安全、穩定、可靠運行。最終可達到智能化管理、管網監控、節約能源。

3  燃氣管網監測控制管理系統實施方案

燃氣管網監測控制管理系統建設,擬定兩種實施方案。

方案一:在主要燃氣管網分支處(如二級網、三級網、政府、學校、地鐵、工廠等)安裝整套管網監測控制管理系統設備,實時監測管道運行情況,一旦有泄漏和爆管情況,系統管理軟件提示報警,及時控制現場事故端閥門,實現安全防控、應急保障。

方案二:選擇一小片供氣區域,進行小規模安裝管網監測控制管理系統設備,在主分支及次分支安裝成套設備進行區域性監控,安裝后運行結果進行評估,判斷此系統是否可以達到實時監測管道運行情況,一旦有泄漏和爆管情況,系統管理軟件是否提示報警,及時控制現場事故端閥門,實現安全防控、應急保障。

(4) 燃氣管網監測控制管理系統實現目標

完成對燃氣管道進行實時流量、溫度和壓力數據監測,同時可以實時控制現場閥門開關。

完成對燃氣管道內流量、溫度和壓力數據實時采集、存儲、統計和分析,形成智能化燃氣管理系統??赏ㄟ^異常數據判斷管道是否有破損、泄漏情況。

完成對燃氣管線上的遠程控制閥門設備開關和調節操作,達到流量調節功能。

所有智能采集和控制設備使用安全電壓供電及通信,保證現場設備安全、穩定運行。

完成對燃氣管道異常運行情況多種手段預警和報警提示,包括軟件報警、主控室警燈報警、短信報警操作。

完成對歷史監測數據查詢,并可對比和導出相關數據,以數據表和曲線圖形式體現出來。

完成對操作人員歷史操作的查詢,實現數據可追溯功能。

遠程控制閥門可以指令電動控制,也可以現場手動控制,保證系統多種控制手段。

系統管理軟件需要簡單、易懂、方便操作,使復雜的操作簡單化,提高整體工作效率。

(5)  燃氣管網監測控制管理系統組成

燃氣管網監測控制管理系統(以下簡稱 管網監控系統由硬件和軟件兩大部分組成。硬件設備包括流量采集設備(流量計)、壓力采集設備(壓力變送器)、管道閥門控制設備(遠程控制閥)、供電設備(DC24V電源)、數據采集設備(采集器),軟件由服務器軟件、數據庫、客戶端軟件組成。

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流量計1-191130105452621.png壓力變送器1-191130105456396.png遠程控制閥1-1911301055035A.png采集器1-191130105512A8.png

(6)  系統設備結構

    流量計用來采集管道內的流量、溫度相關數據并通過數據線上傳給數據采集器。

遠程控制閥由DC24V電源線供電,通過數據線上給出的指令完成控制閥門開關操作,調節管道內介質的流量,并通過數據線將壓力變送器采集的壓力值存儲,再經數據線把數據上傳給數據采集器。

壓力變送器完成管道內壓力的數據采集,通過數據線把壓力數據發送給遠程控制閥。

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數據采集器由DC24V電源線供電,通過數據線采集流量計、遠程控制閥、壓力變送器的數據,以有線或GPRS無線方式發送給服務器,也可以接收服務器發出的指令,向流量計、遠程控制閥、壓力變送器實時采集相應數據,或者控制遠程控制閥。

監控管理用戶通過internet網絡訪問服務器數據,同時也可以通過網絡及服務器向終端設備發送指令,可以達到雙向通信功能。

在整個解決方案中,利用完整的閉環軟件控制及對閥門的簡約性設計完成了全方位測量、控制、數據管理等的一系列操控??梢詫γ總€控制閥進行精細調節,并根據對流量及壓力的監測對管道泄漏、爆管等狀況進行報警,自動或手動對故障部位管道進行關閉等操作。實現了現場機、電、儀和執行器等設備的虛擬化、智能化、多功能化和網絡化。同時將它們和管理者有機的結合起來,做到自動有效控制和及時結果展現。

管網監控系統是由硬件和軟件組成,兼監測、控制、管理為一體的新型技術。不僅可以利用硬件設備監測管線實時動態,還可以通過監測到的管線實時動態判斷異常情況,包括管線爆管、管線泄漏、閥門開關異常等,并對異常情況及時反饋,以軟件警示、警燈提醒、短信提示等方式告知管理人,管理或操作人對異常情況及時處理,把安全及損失及時控制在可控范圍內,通過軟件平臺對數據進行統計分析合理調配管線流量,使管網安全可靠的運行。

(7)  系統特點

燃氣管網監測控制系統直接作用到管道上,對管道內的數據實時監測,對現場閥門實時控制;遠程控制閥直流低電壓DC24V控制,高智能、可調節、小功率電控閥門;采用GPRS無線通信技術,無需繁瑣布線,安裝方便簡單;智能查詢、分析、統計、判斷、管理,集成管理效率高;數據可追溯,防止誤操作。

(7.1)  實時性高

管網監控系統平臺采用集中管理、分散控制、資源共享的集成性系統平臺,可實現現場管、控、儀、機電設備管控一體化,利用GPRS無線網絡與調度中心通信,當出現泄漏及爆管時,1分鐘內能夠實施遠程無線控制關閉事故端閥門操作,杜絕重大事故發生。損失大小其實是在和時間賽跑。

(7.2) 低電壓遠程智能閥門

市場常規的電動閥門,主要以AC220V供電電源操控,而且非智能控制操作,安裝僅限于有市電的室內,需要笨重的配套機柜實現控制,不能調節閥門開度,實時性不高。遠程無線控制閥使用DC24V作為電源,同時具備智能、小功率、遠程、實時開關和調節操作。

(7.3)  安裝方便靈活

系統中不同規格(DN50-DN1200)遠程無線控制閥與GPRS采集器均為低功耗設備,DC24V電源供電,在不方便取市電的地方,使用太陽能、風能、電池等便攜式電源進行供電,完全可保證現場設備操作的可靠性,而且系統電量可監測,有電量低報警功能,保障系統的穩定性,方便靈活,不受地域影響。

(7.4) 智能化管理

系統軟件完成對管網的監測、管理、控制和分析。將現場管道設備的流量、壓力、開關狀態、電源狀態、通信狀態實時采集并存儲。并能夠查詢不同時期設備節點的歷史數據,以圖表形式顯示,直觀清晰。

(7.5)  安全可控

系統為了保證管網操控的安全性、可靠性,管理軟件可以設定不同用戶的不同資源權限和操作權限,對不同權限人員的操作記錄和管理記錄可查詢、可追溯、可分析,使管網監控系統更具可控性。

 


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