輸氣站區域集中監控與運維一體化管理模式探索

滕衛明，季壽宏，劉承松

(浙江浙能天然氣運行有限公司，浙江 杭州 310052)

輸氣站區域集中監控與運維一體化管理模式探索

滕衛明，季壽宏，劉承松

(浙江浙能天然氣運行有限公司，浙江 杭州 310052)

針對天然氣管網規模的不斷擴大，傳統運行管理模式下管理效率落后，人員緊缺等矛盾突出的問題，在提高設備自動化、信息化、智能化的基礎上提出“集中監控，運維一體”的運行管理模式，以實現人力資源的優化配置，縮短故障恢復時間，提高了管網安全穩定運行的可控度。

輸氣站 區域中心站 集中監控 運維一體化

在天然氣長輸管道中，輸氣場站作為天然氣管網的重要節點，其運行管理模式的好壞直接影響管網運行的安全和效率。傳統運行管理模式以“集中調控，分散監控，運檢分離”為主，當管網發展到一定規模時，輸氣場站將不斷增加，傳統運行管理模式的弊端逐漸暴露出來。“分散監控”值班人員需求量大，導致人員緊缺的矛盾突出，此外“運檢分離”延長了故障響應時間，影響了管網安全運行和經濟效益[1-3],如何對現有傳統運行管理模式進行創新成為迫切需要解決的問題。

基于浙江省天然氣管網現狀，考慮管網未來發展情況，提出了“集中監控，運維一體化”的管理模式[4-6]。該管理模式以區域中心站為管理單元進行“集中監控”，按照“運檢維一體化”的作業方式對生產運行及設備維護實行統一集中的作業管理。創新后的管理模式可有效解決人力、物力資源的利用效率問題，提升了統一調度控制管理能力，縮短了故障響應時間。

1 傳統運行管理模式弊端分析

在傳統運行管理模式中，輸氣場站只負責本場站及其所轄閥室生產監控、設備日常巡檢、現場操作及應急處置等，并與調度中心構成調度運行組織體系。該種管理模式有以下弊端：

1) 人力資源效率低下。各輸氣場站管理的線路距離、閥室數量及用戶類型各有差異，各站之間存在工作量分布不均的現象。分散監控模式下為滿足各站基本值班需求每站均配置6～7名輸氣員工，因而在工作量較小的場站中人力資源未能得到充分利用。

2) 故障響應時間不及時。運檢分離模式下，輸氣場站內人員僅負責設備的日常巡檢維護，檢修工作由各區域的專業檢修隊負責。隨著管網建設里程的增加，各輸氣站地理位置跨度相應變大，檢修隊伍維護半徑隨之延伸，對于路途較遠的輸氣場站，專業檢修隊到達現場所需的時間延長，事故發生后無法保證故障響應時間，給管道平穩運行帶來了安全隱患。

隨著管網的快速發展，天然氣輸氣場站數量也將不斷增加，生產運行部門直接管理大量的輸氣場站,導致管控體系不順暢。因此，傳統管理模式已不適應精細化、現代化管理的需要。

2 集中監控運行模式

輸氣場站區域“集中監控”的管理模式以區域為作業單位，每個區域確定1個輸氣場站為區域中心場站，與相鄰的輸氣場站(稱為駐守站)及其所轄閥室組成1個管理單元。區域中心場站在實行區域監控的基礎上，負責對所轄范圍內各輸氣場站的過濾、計量、調壓等主要工藝流程進行監控和遠程操作，并按照“運檢維一體化”的作業方式，對生產運行及設備維護實行統一集中的作業管理[7-9]。

2.1設立原則

以方便管理、滿足應急處置為原則，根據用戶用氣與應急特性，按1.5h內能到達最遠的輸氣場站為限劃定作業區域，區域中心站一般管轄4～8座輸氣場站。

2.2組織機構設置

在確保浙江省天然氣管網安全穩定高效運行的前提下，充分考慮運行產生的經濟效益，組織機構由“調度中心+區域中心站”構成。區域中心站對其所轄駐守站和閥室進行監控，并將所有信息反饋至調度中心。基于管網安全穩定運行的要求，結合站內實際情況對值班人員進行了重新安置： 區域中心站設管理人員2人，巡檢、維護人員2人，24h值班7～10人；駐守站按2人配置，實行不定時工作制，確保白天至少1人在崗，夜間有人值班。

2.3職責劃分

1) 區域中心站。負責所轄駐守站和閥室的生產運行工況、安防系統、設備報警信息的監控管理及工藝流程的遠程操作，定期對設備進行切換試驗、維護保養等工作。此外負責所轄范圍內電位測量、線路重點部位巡查、安全檢查、技能培訓等日常工作。

2) 駐守站。負責本站范圍內設備的日常巡檢及治安保衛工作；負責管轄范圍內設備檢修的現場許可、運行隔離、監護等工作；負責管轄范圍內輸氣異常、設備故障、線路事件等的先遣處置和預警等。

2.4業務處理流程

1) 正常操作流程。涉及操作任務，相關調度指令由調度中心直接下達到區域中心站，區域中心站值班人員直接實施遠程操作。

2) 事故處理流程。運行人員發現異常情況，應根據現場情況及時通知區域中心站值班人員，再由區域中心站值班人員向調度中心匯報。在緊急情況下，運行人員可直接向值班調度匯報，并根據調度指令采取相應措施。事故發生后，區域中心站應立即派人到達事故現場進行處置。

3) 特殊作業流程。一般的維修、檢修作業，由各駐守站運行人員負責隔離、檢測、監護等工作，并定期向區域中心站上報作業進度；重大檢修作業，由區域中心站安排人員在現場配合開展各項隔離、檢測、監護等工作。

2.5技術支撐

1) SCADA監控系統。可對管道運行全過程實行動態遠程監控，并完成大部分生產流程的切換和啟停操作，此外SCADA系統的報警功能有助于異常情況的早期發現并及時處置。為確保集中監控管理模式下SCADA系統的可靠性，在原有調控中心和駐守站2個控制層級基礎上，新增區域中心站控制層級，且各層級間相互獨立，其監控系統結構如圖1所示。調控中心可監控所有輸氣場站和閥室的控制系統；區域中心站可監控管轄區域內駐守站和閥室的控制系統；駐守站僅監控本站的控制系統[10-13]。

圖1 SCADA監控系統控制層級示意

2) 安防視頻監控系統。該系統同樣設置為調控中心、區域中心站、駐守站三個層級。在原有基礎上將閥室、駐守站的安防視頻監控系統權限由駐守站調整至區域中心站，擴大了區域中心站的監控范圍。

3) 通信系統。通信系統作為連接調度中心、區域中心站、駐守站的紐帶，其可靠性決定了集中監控運行的可靠程度。目前各輸氣場站間主要通過光纜進行信息傳輸，在集中監控管理模式下，駐守站再租用公網光纖作為備用通信鏈路，以確保通信系統的可靠性[14-16]。

3 風險與效益分析

由于原單站監控工作量較小，通過提升設備自動化水平與提高報警可靠性，不會增加區域中心站集中監控的風險。同時，通過保留2名駐站人員，使應急情況下駐站人員趕赴現場的時間、速度與原模式基本相當。此外，區域中心站集中管控模式下，非值班人員增加，加強了現場應急處置力度，增強了應急處置的機動性和靈活性。因此，區域中心站集中管控模式下運行風險可控，應急能力有所加強。

采取“區域中心站集中管控與運維一體化管控”模式，可減少人員編制約30%，相應節約了人力成本。此外，還可減少駐守站綜合樓、生活輔助設施等固定資產投資，并降低了維搶修人員往返場站頻次、減小了行車距離，可有效降低生產運行的交通成本。

4 結束語

隨著自動化信息技術水平的不斷提升和大量應用，輸氣場站的管理已逐步實現“有人職守、無人操作”的模式，并不斷地向無人化管理模式突破[17-20]，“集中監控，運維一體化”管理模式的建立很好地適應了管道近年來的迅猛發展。該管理模式以穩定的SCADA系統為前提，以設備穩定性、可靠性為保障，同時配合多種形式的設備維護檢修，使輸氣場站日常工作大規模減少，少量運行人員即可滿足多站操作、巡檢等工作的需要。

1) “集中監控，運維一體化”模式充分利用了人力資源，降低了運營成本，縮短了故障響應時間，提升了控制管理能力，最終達到了提高本質安全的目的。

2) 隨著管網規模的持續發展，對安全可靠性要求不斷增加，“集中監控，運維一體化”的管理模式必成為未來省級管網的發展趨勢。

3) 管理模式的變化，必然帶來新問題，集中監控成功實施的關鍵在于自動化技術的可靠程度，運維一體化的順利開展則取決于人員的培訓和綜合素質的提升。

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ExploringofGasTransportationStationRegionalCentralizedMonitoringandOperationMaintenanceIntegrationManagementMode

Ten Weiming, Ji Shouhong, Liu Chengsong

(Zhejiang Energy Natural Gas Operation Co. Ltd., Hangzhou, 310052, China)

Aiming at the problem of the rapid development of natural gas pipeline network, low management efficiency with traditional management mode, personnel shortage and other contradictions, the operation and management mode of centralized monitoring, operation and maintenance integration is put forward on the basis of improving automation, informatization and intelligence of the equipment to realize the optimal allocation of human resources and fault recovery time reduction, controllability of safe and stable operation of pipeline network is improved.

gas transportation station; regional central station; centralized monitoring; operation and maintenance integration

TP277

B

1007-7324(2017)05-0047-03

稿件收到日期： 2017-07-03，修改稿收到日期2017-07-26。

滕衛明(1972—)，男，1993年畢業于華北電力學院生產過程自動化專業，現主要從事天然氣管網運行管理工作，任高級工程師。