智能化、自動化技術在城鎮燃氣管網運行管理中的應用

馬季林

（天津濱海燃氣集團有限公司，天津 300457）

我國已經全面進入信息化時代，科學技術的不斷進步和快速發展對城市化進程的推進可以起到良好的推動作用。尤其是在現代化社會發展背景下，由于受到信息化、科技化時代發展的影響，大中型城市中已經有部分城市正在逐漸朝著智慧城市的趨勢發展。在智慧城市的建設以及發展中，必須保證水網、電網以及燃氣網這三個基本生活保障得到有效的管理，同時也要促使這幾個方面逐漸朝著智慧化的趨勢轉變。在當前經濟不斷快速發展的背景下，智能化技術、自動化技術已經逐漸成為城鎮燃氣管網在運行和建設時的重要前提條件。

1 城鎮燃氣管網智能化、自動化運行管理中的主要特征

1.1 燃氣管網智能化、自動化運行設備

隨著城鎮化速度的不斷加快，城市燃氣管網受到了人們的關注和重視。大多數情況下，城市內部現有的燃氣管網在建設以及運行中，普遍都是直接將天然氣從高壓的位置處逐漸朝著低壓處運行，將其自身的壓力劃分為三個等級：高壓、中壓以及低壓。在實際應用中，高壓的燃氣本身不能直接進入對應的用戶家中使用，在使用時，必須將高壓逐漸轉變成為低壓才可以達到良好的使用效果。在對壓力進行具體的轉換時，并不只是單純的自然流動降壓過程，而是要結合現實要求，通過一套相對比較完整的裝置對其進行科學合理的應用，以此來實現有目的性的降壓處理。這種裝置在實際應用中可以將其稱為燃氣的調壓站、減壓站[1]。對于調壓站而言，其核心設備是調壓器，在燃氣調壓的具體操作過程中，相關人員必須結合調壓站的位置和壓力的等級等進行調壓，以便于后續工作的順利推進。在這一基礎上，可以結合現實要求，直接將其劃分為城市內部的門站、分輸站以及高壓、中壓和低壓的調壓站等。針對這一現象，在城市內部燃氣管網的建設以及運行管理中，燃氣調壓站在其中具有非常重要的影響和作用，并且已經逐漸成為管理過程的核心要素。另外，在城市燃氣管網的整個管理工作展開中，涉及的設備包括閥門以及燃氣管道等。在選擇及具體應用時，必須結合現實要求，在保證材料質量的同時，將各自在后期運行管理中的作用充分發揮出來。這樣不僅有利于避免出現一系列安全事故，還可以保證燃氣管網的運行效果，為人們提供更加便利的生活方式。

1.2 燃氣管網智能化、自動化運行管理

城市化進程推進中，對城市內部各種不同類型的基礎設施建設提出的要求有明顯的變化，不僅要順應整個時代發展的要求，對基礎設施進行不斷的完善和優化，還要保證這些設施在后期運行時的安全性、可靠性。在城市燃氣管網建設中，燃氣的根本作用是幫助城市實現內部供氣的安全性、可靠性。要想實現這一根本目的，就必須保證供氣設備自身的安全性。比如在城市內部管網設備管理工作的具體展開中，有很多燃氣公司在對設備進行管理時都是以EMS、GIS系統為主來進行管理[2]。隨著科學技術的不斷進步和快速發展，在燃氣管網安全管理中比較常見的管理方式是SCADA，也就是數據的監控和采集系統，通過該系統在實踐中的合理應用，能為整個燃氣管網的建設和發展提供保證。

除此之外，由于城市內部中的燃氣管網通常情況下都是直接以不同的壓力等級來進行合理的劃分，因此在對燃氣管網SCADA系統進行應用時，必須對燃氣管網自身的壓力進行有針對性的監控。在供氣收費計算時，要結合燃氣自身的流量，以此保證計算和結算結果的準確性、可靠性。為了保證整個流量監控的合理性，可以借助SCADA系統進行實時有效的監控。在燃氣管網的整個運行中，其自身的核心要素就是燃氣調壓站，其在運行時的狀態會直接影響燃氣管網本身的運行[3]。因此，針對這一現象，在具體操作中，可以對燃氣管網的SCADA系統進行科學合理的應用，這樣有利于實現對整個系統的監督和控制。在實踐中除了要對燃氣管網對應的SCADA系統進行科學合理的應用和監控，還要加強對燃氣管網對應的壓力、流量等各方面的安全監控，對燃氣本身的溫度、調壓器的閥位等進行確認。這樣不僅有利于保證燃氣管網的合理建設，而且可以為其后期運行管理水平的提升提供保證。

2 城鎮燃氣管網運行管理中對智能化、自動化技術的具體應用對策

2.1 城市燃氣管網落實智能化、自動化技術的主要對象和特征

新時期背景下，經濟的快速發展促使人們對城市內部各種不同類型的基礎設施建設提出了更高的要求。其中，城鎮燃氣管網一直以來都是基礎設施建設中必不可少的重要組成部分，與人們日常生活息息相關，因此必須引起足夠的關注和重視。尤其是如今我國已經全面進入互聯網時代，智慧化城市在建設時，要推動城市內部建設的不斷完善和優化，同時更為重要的一點就是要保證城鎮燃氣管網在建設時的可靠性、有效性。在這一基礎上，要結合現實要求，推動城市燃氣管網逐漸朝著智能化、自動化的趨勢發展。要想實現這一根本目的，就必須重視燃氣調壓站在其中的應用，保證燃氣調壓站的自動化、智能化建設和應用。在燃氣調壓站智能化以及自動化實際應用中，必須將其自身的作用和價值體現在系統中，比如可以實現遠程監控、動態化的管理，同時還可以保證整個管理過程的安全性、高效性[4]。在整個過程中，最為重要的一點就是要結合現實要求，積極采取有針對性的對策，保證城鎮燃氣管網運行管理的智能化、自動化。例如，在燃氣調壓站的出口位置處，必須對壓力進行有針對性的遠程調節；在燃氣調壓站中，要對燃氣的集體流量進行遠程調節，同時還要結合現有的數據信息采集情況，與數據分析報告進行結合，對存在的問題進行及時的報警處理。但是在當前燃氣調壓站的建設以及發展中，要想從根本上實現智能化、自動化的建設和發展，則必須保證智能化的應用系統中已經包含多種功能，比如遠程監控平臺的構建和應用，現有通信網絡的智能化應用等。

2.2 燃氣遠程流量控制系統的應用

與目前實際情況進行結合分析時發現，燃氣管網的智能化、自動化建設和發展已經逐漸成為新時期背景下的必然發展趨勢，同時也是時代不斷演變和發展的重要體現。在燃氣管網中，遠程流量控制和調節系統在設計以及具體建設應用中，其最主要、最常見的通信方式就是直接利用一些非腐蝕性的氣體，將這些氣體直接看作是整個設計中必不可少的重要介質。通過對這種氣體的合理應用，可以在-20～60℃的溫度環境下實現合理的應用。在這一基礎上，燃氣的遠程控制在實際應用中可以結合現實要求直接應用于長輸管線的分輸站，或者是城市中管網門站等，甚至在條件允許的情況下，還可以直接應用在城市內部的鋼廠、化工廠中，同時還可以對天然氣的流量進行有針對性的調節、控制。在對遠程控制系統進行合理的應用時，必須在多個環節和基礎上對當地的控制以及遠程控制給予一定的支持。尤其是自身的供氣方式選擇以及具體應用方面，必須結合現實要求，比如比較常見的供氣方式有恒流的供氣或恒閥位的供氣等。在系統的構建以及具體應用中，可以實現與多種通信接口相互之間的有效連接。整個過程中比較常見的通信協議是Modbus協議，該通信協議應用于城市燃氣管網的建設以及管理中，體現出了現場流量調節控制系統在其中科學合理的應用。要對燃氣管網工程項目的建設現狀進行跟蹤處理，與目前的管理情況進行結合，但是并不需要對該地區的所有用戶進行控制參數的調整。一系列措施在實踐中的有效落實，有利于保證調節過程的可靠性，以此實現對燃氣管網的合理控制，只有這樣才能將遠程流量調節控制系統的應用作用最大化發揮出來。

2.3 無人機技術在燃氣管網運行管理中的應用

智能化巡檢已經可以替代傳統的人工巡檢方式，不僅有利于實現對各項工作的有效運作，還是未來的主要發展趨勢。無人機被看作是非常優秀的燃氣智能巡檢載體之一，適合一系列的操作。在實際應用中，可以將無人機合理地應用于燃氣管網的巡檢方面，在應用時要將現有的燃氣管網數據、坐標等全部都導入對應的無人機系統中，將燃氣管道作為其中的核心要素。在這一基礎上，在周圍10m范圍內實現數據信息的收集和利用。地面上的飛控平臺可以直接向無人機發出對應的指令，無人機要根據飛控設備、軟件系統中已經儲存好的管線坐標位置，展開有針對性的巡檢操作。地面數據平臺的監督管理人員可以對實際情況展開實時有效的監控，一旦發現異常現象，可以立即采取有針對性的措施進行處理，避免造成更加嚴重的后果。

3 結束語

經濟的快速發展，意味著城市內部各種不同類型的基礎設施必須進行不斷的完善和優化，這樣有利于推動城市化進程。在實踐中要加強對城市燃氣管網的建設，與新時期背景下的智能化、自動化技術進行有效結合，保證燃氣管網建設的安全性、穩定性。更為重要的一點是智能化技術以及自動化技術的引進和利用，不僅對城市內部燃氣管網的安全建設和管理具有實質性意義，而且可以促進城市管理中的信息化技術得到廣泛應用，增強與工業產業之間的技術聯系。在如今的現代化城市規劃和建設中，智能化、自動化技術在城市燃氣管網中的應用具有一定的必然性，其有利于保證城市燃氣管網在運行時的可靠性、穩定性，同時還可以與當前環境保護理念進行結合，實現環保、清潔等能源的合理應用，從而提高城市運營水平，實現經濟的穩定發展。