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如何实现智能化燃气场站建设?

发布时间:2022-07-04

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  新时期国家提出了能源体系要深层次结合互联网,实现能源与信息深层次融合的要求。而城镇燃气企业在信息化方面,还存在着管网定位不准确、资料不全、不能满足智慧运营需求的数字采集等问题,在设计和工程方面,还存在依赖人工、管理信息化手段不足等问题站作为连接用户与消费者的“第一道关卡”,如果能够实现可视化状态下的沟通、讨论及决策,必将提高场站的安全与运行效率。因此,开展智能化燃气场站建设的研究对保障场站安全、减少输气差及安全运行都有着十分重要的意义。

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  一、燃气场站现状

  燃气场站因建设位置和目的不同,功能也不同,可分为城市门站、输气站、储配站、调压站、汽车加气站等多种形式。如门站是城市企业燃气输配系统的气源点,也是天然气进入城市燃气管网的配气站,主要功能为接收长输管线运送来的燃气,通过过滤、调压、计量、加臭、分配后,把燃气送入城市管网系统或送入大工业生产用户。

  国家提出全面发展智慧能源的战略部署,各大燃气公司开始尝试建设智慧燃气,解决当前城市燃气企业在经营管理中存在的痛点问题。虽然城市燃气公司大力推动智慧燃气方面的建设,但也存在许多问题,如标准多样,智能化进程慢及水平差异大,燃气场站的智能感知设备投入较少,无法衔接用户数据等。北京燃气率先提出“智能燃气网”,通过信息技术与燃气业务相结合,构建智慧燃气框架体系;深圳燃气致力于燃气智能化建设,形成了强有力的信息化系统;中国燃气控股有限公司已成立科技公司推进燃气智能化建设,构建从气源到用户的智能服务体系。

  如下图中所示,国内城镇燃气企业在智能化建设方面尚处于发展阶段,而国外发达国家已进入成熟阶段,在发展趋势方面国外已进行互联网和燃气深度融合,而国内处于改造阶段,在智能设备方面已体现信息化,国内尚处于起步阶段。

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  国家已制定了推进建设智能化场站相关制度,各城市燃气公司也逐步建立科技信息化系统。高效、智慧化的管理手段已成为燃气企业安全稳定供气的必然发展方向,扩大利用先进的科学技术手段、信息化改造燃气设备设施、智能化管理机制已经成为城市燃气输配管理应用的重要发展趋势。

  欧洲发达国家形成了智能燃气系统整体框架,管网的智能化水平进入成熟阶段,建立了安全环保、高效智慧的管网系统,重视用户体验,加大科技投入,侧重于智能燃气信息化建设和软件开发等。

  三、问 题

  当前在信息技术和安全环保政策的推动下,燃气场站急需自动化、智能化,特别是在气源调度、应急指挥、综合管理平台及无人值守等方面没体现出智能化,还是以传统的手工操作为主,具体有以下几方面。

  1. 尚未建立场站智能化的标准体系

  各燃气公司相继投入燃气智能化建设,但缺乏标准化指标,特别是燃气场站的标准体系更无参考数据,导致场站智能化水平参差不齐,标准繁杂,平均水平提升慢等问题。

  2. 现有场站的智能化程度不高

  传统场站SCADA系统,主要侧重于静态数据,如站点运行状况的数据,包括压力、温度、流量等,不能形成有效信息进入模型为决策提供服务,大部分工作还需要手工操作。

  3. 数据不能充分利用、信息不能共享

  各燃气公司大都建有SCADA系统、GIS系统、客户服务系统及收费系统等,但各系统由于建设时针对的是具体问题,没有“一张网”或“一个平台”的意识,造成数据无法对接,没有数据的支撑,无法实现智能控制,无法为决策者提供数据支撑。缺少大集团意识,各个燃气公司建设自身的平台,集团缺少整体数据,数据的处理只局限于各成员公司,甚至是部门,不能有效共享,信息闭塞现象严重,虽有大量数据,各系统之间却无法进行融合,容易造成决策失误,导致成本增加,资源浪费。

  4. 应急处理效率低

  一方面,燃气由于其自身的特性及环境的影响,易发生突发事件,现有的应急体系是值班人员逐级上报,流程长、效率低,易错失最佳处理时间;另一方面,需要人工实施监控场站运行情况,发生故障后,现场人员控制手段有限,信息化支撑不足,易造成应急处理效率低。

  四、建 议

  建设智能燃气场站,首先,要调研现有场站,摸清掌握现有场站智能化数据。在现有设施基础上,对现有燃气场站进行技术升级设备、设施改造,整合各类基础及动态数据,梳理规范化的统一流程以及投入各类智能化设备、系统的使用,为实现真正的智慧燃气管网奠定良好基础;其次,要求整个系统性能具有开放性、标准化、可扩展、性价比高,以此确保建成为技术先进、使用可靠、经济合理的智慧场站。

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  1. 构建完善的、标准化的数据采集设备体系,确保实现数字化

  形成“一个平台”,让平台管理各类数据采集设备,如在阀式智能调压设备方面,可采用陕西森旺智能截断阀系列、荷兰公司的RZD系列及艾默生公司的ET系列。这些设备如遇到断电时,也会继续工作,按当前工作状态进行。

  2. 在智能化改造基础上加强数据分析、应用和挖掘

  一方面,对调压箱、闸井、阴极桩等重要设备设施进行智能化改造,包括数据仓库、搜索引擎、物联通讯、云计算、监控设备等。深入进行数据分析、挖掘,利用积累的相关数据,挖掘其蕴含的内在逻辑,找出规律,为决策提供支持。另一方面,也需要在核心信息模块,如管网仿真系统,大都采用国外公司的技术,应借助国内信息技术发展契机,开发数据处理软件,形成自主产权。

  3. 统一平台,实现智能化

  实现在一个平台对所有信息进行管理,增加各类运算方法、专家分析模块,对各类数据、生产经验情况,包括设备管理、风险分析、计划调度、生产运行、输配作业、应急管理、仿真计算等,为决策者提供智能优化的工作方案,提高处理突发事件的效率。

  4. 加强标准化建设

  工艺流程标准化。完善功能配置,应用BIM数字模型,环保方面占地少,噪音小等;场站配套设施标准化。场站设备选型标准化,智能化产品能提升燃气系统的调控水平、应急能力、运行的效率以及可靠性,主要包括智能巡检设备、防入侵设施及泄漏检测等;全景监控标准等。