“互聯網+”技術在老舊居民區天然氣安全管控中的應用

張峻銘

（重慶燃氣集團股份有限公司大渡口分公司，重慶 400080）

0 引言

近年來，隨著國家大力倡導發展綠色能源，天然氣的使用和消耗逐步增長，從2003年到2018年，天然氣在全國能源消耗占比從3.0%上漲到7.8%。天然氣已成為我國不可或缺的能源組成部分，特別是在民用燃氣方面，因天然氣安全可靠、經濟實惠，成為我國居民的首選。

但天然氣作為城鎮居民能源廣泛使用，天然氣安全事故也逐漸增多，其中以戶內天然氣泄漏引起火災、爆炸居多。根據中國城市燃氣協會發布的《2019年全國燃氣爆炸數據分析報告》顯示，2019年全國燃氣事故722起，其中室內燃氣事故463起，室外燃氣事故259起，造成63人死亡、585人受傷，對人民群眾的生命財產安全造成極大損害。在這些燃氣事故中，居民室內燃氣爆炸達301起，占比65%，其中老舊居民區因燃氣管道設計理念落后、調壓設施設備工況不佳、用氣環境不理想等是導致燃氣事故頻發的主要原因。當前如何建立老舊居民區天然氣使用安全長效機制，保障安全平穩供氣，將老舊居民區天然氣輸配、使用可能產生的風險進行有效管控，切實降低天然氣的事故率，是城鎮燃氣從業者亟待解決的問題。

2021年修訂發布的《安全生產法》規定，目前的安全工作應優先采用先進的監管手段預防風險，鼓勵將“互聯網+監管”“互聯網+執法”系統投入實際應用，利用信息化、大數據及人工智能等先進技術推動安全生產，形成安全長效機制。

為有效選擇監管手段，本文將探討如何充分利用“互聯網+”技術，提高城鎮燃氣企業在老舊居民區燃氣輸配、用氣隱患排查、用氣安全宣傳等方面的工作水平，助于建立老舊居民區天然氣供用的安全長效機制。

1 老舊居民區使用天然氣系統現狀及主要安全隱患

1.1 近年全國燃氣爆炸事故分析

在《2019年全國燃氣爆炸數據分析報告》統計引發泄漏原因如圖1所示。而很多老舊居民區建筑因修建時間過早，廚房結構不利于通風，極易造成泄露天然氣聚集而達到爆炸極限，進而引發燃爆。

圖1 引起室內燃氣泄漏主要原因

而室外泄漏原因中，第三方破壞占比超過80%。老舊居民區天然氣管道因其建設期早，早期設計理念及材料選擇大多情況下達不到目前的安全要求，且老舊小區強弱電、供水等管道錯綜復雜，天然氣管道也很難與其保持安全距離，甚至存在與埋地電線緊貼的情況。

1.2 老舊居民區室外天然氣系統隱患現狀

1.2.1 埋地管道

作為使用天然氣較早的城市，重慶市有大量地下輸氣管線，根據2017年重慶市第一次地理普查工作顯示，截至2017年5月，重慶市地下管線長度達67 857km。以大渡口區為例，因區內老舊居民區供氣管道建設時間早，部分管道已處于超期服役狀態，而老舊居民區的天然氣埋地管道因年代久遠、資料缺失、地下管道錯綜復雜等原因，維護管理工作難度極大。又因老舊埋地管道多采用鋼制管道，犧牲陽極等保護措施缺失，銹蝕嚴重。在重慶燃氣集團大渡口分公司2014—2019年的搶險工作中，埋地管道銹蝕漏氣就有125起，有很大的安全監管漏洞和風險。

1.2.2 調壓設備

近年來城鎮燃氣企業對超期服役調壓設備進行更換，但依然存在部分設備保護欠佳、安裝位置不合理、落地調壓箱無防雷保護等隱患。另外目前調壓設備的檢維修工作依然人工完成，公司抽樣監督，無法保障調壓設備每次檢維修的質量。

1.2.3 短樁與引入管

在老舊居民區中，因其建筑結構問題，常有樓棟引入管、短樁被底樓住戶圈占，又因老舊建筑外排水系統排水不暢，短樁泡水情況嚴重，極易引起銹蝕漏氣。部分老舊建筑引入管較高，遇地面塌陷、熱脹冷縮等原因易出現變形漏氣。短樁、引入管的日常檢查維護由工人獨立完成，未形成有效監管模式，可能出現短樁、引入管漏氣但長期無人發現的情況。

1.2.4 戶外氣表隱患

在現有老舊居民區燃氣改造中，常采用將既有燃氣引入管、室內立管舍棄，轉用戶外集中掛表，再通過金屬軟管或鋼制管道將天然氣輸入室內的方法。但長久來看，室外采用的金屬軟管或鋼制管道因在樓棟外墻，常年無法監控，若有漏氣也無法及時得知。

1.3 老舊居民區室內天然氣系統隱患現狀

1.3.1 室內立管

因老舊居民區裝修忽視GB 50028—2006《城鎮燃氣設計規范》（2020年版）等要求，常有室內立管被包的現象，又因老舊居民區基本沒有生活陽臺，廚房結構不佳，潮濕的環境導致室內立管極易老化、銹蝕。

1.3.2 連接軟管

在老舊居民區中，因通氣時間較早，各地標準較低，常用塑料膠管或皮管作為連接天然氣灶具、熱水器的管道。按照國家標準，此類管道需每2年更換并用管箍密封。但因老舊居民區用戶普遍缺乏安全意識，長期未更換膠管或未用管箍，造成天然氣泄漏，此類隱患也是在入戶安全檢查中出現頻次最高的用氣隱患。

1.3.3 天然氣使用器具

按國家技術標準要求，天然氣灶具、熱水器一般宜8年更換一次，且不建議使用直排式熱水器，但在老舊居民區中，受限于居民安全意識及經濟條件，常有天然氣灶超期服役，不帶熄火保護裝置，熱水器的隱患更為突出，直排式熱水器占比高達80%以上，以重慶市大渡口區居民入戶安檢數據為例，2019年，燃氣公司入戶安檢105 826戶，發現有一級用氣安全隱患4 497戶，其中涉及熱水器隱患有3 165戶，占據大渡口區居民用氣安全一級隱患的70.4%，這些隱患中又以直排式熱水器煙道破損、未伸出戶外居多，極易引起天然氣泄漏、一氧化碳中毒等事故。

1.3.4 天然氣計量設施安裝不合理及老化

因老舊居民區的結構原因及早期天然氣工程設計標準較低，目前部分老舊居民區表具安裝位置不合理，有一定安全隱患。在對老舊居民區的入戶安全檢查中，常發現用戶將表具包在櫥柜內的現象。又因氣表皮膜老化引起漏氣、氣表連接口橡膠圈老化導致接口處泄漏，存在嚴重的漏氣、爆炸風險。

1.3.5 天然氣使用環境

因老舊居民區建筑設計并未考慮天然氣管道空間及天然氣使用的需要，且老舊居民區用戶更改建筑既有結構的情況時有發生，老舊居民區的天然氣用氣環境不佳，更有甚者改變房屋結構，致使用氣房間與住人房間相連，或形成暗廚房，造成極大的安全隱患。

1.4 老舊居民區用戶安全用氣意識和知識較為欠缺

目前，城鎮燃氣企業及新一代天然氣使用者的安全用氣意識得到提高，企業也在給用戶的通氣、檢查及各種安全宣傳中積極普及安全用氣知識，一定程度上提高了天然氣用戶的安全用氣知識水平，并取得一定成效。但在老舊小區、老舊居民區中，因居民普遍有年齡偏大、租戶占比較高、受教育程度偏低、經濟水平不足等特點，用氣安全意識普遍低下，對安全用氣宣傳接受度很低，甚至存在有部分居民長期拒絕天然氣公司入戶安檢，存在較大的用氣監管漏洞。

2 目前對老舊居民區的天然氣系統整改對策及排查手段

在對老舊居民區天然氣設施整改中，企業最優先選擇的是表前設施，因為按國家對天然氣設施產權劃分要求，表前設施產權屬于天然氣經營企業。而這就涉及埋地管道、調壓設備、短樁、引入管、室內立管及氣表的整改。

2.1 埋地管道隱患整改

因老舊居民區所在位置一般地下管道過于錯綜復雜，修復既有埋地管道隱患難度過高，績效比低，所以在目前對埋地管道整改中，一般采取建立新供氣系統后剝離舊系統的方式。管道材料一般分為鋼制管道及聚乙烯管材，根據一般要求，聚乙烯管材抗腐蝕能力較強，使用年限較長，施工難度較低，所以在能達到聚乙烯管材埋深要求的老舊居民區，一般宜采用聚乙烯管材。如采用鋼制管道，則應做好陰極保護措施，并在后期做好防腐層檢測，嚴防管道銹蝕泄露。

2.2 老舊調壓設備更換

針對調壓設備問題，以重慶燃氣集團為例，要求各天然氣經營公司對超過12年服役期的調壓設備進行集中更換。一般均采用原地更換調壓箱（柜）的方式，停氣后切割老調壓箱（柜）并移走，再重新將新調壓箱（柜）與原管道進行焊接。

2.3 引入管、室內立管改造

在對引入管、室內立管改造中，因老居民樓建筑結構不適合室內立管，用戶不愿破壞裝修等原因，一般會采用戶外集中掛表或室外立管的方式進行改造。同埋地管網改造相同，同樣是新建系統后剝離舊系統。但因老舊小區環境復雜，室外立管施工和集中掛表同樣扯皮多、施工難。

2.4 更換氣表

為杜絕超期服役氣表老化漏氣、難以精確計量等，一般天然氣經營企業會按期更換超期服役氣表，民用氣表一般使用年限為8～10年。目前更換氣表以遠傳表為主。

2.5 對天然氣用戶使用情況進行安全檢查

根據《城鎮燃氣管理條例》的第十七條規定，天然氣經營企業應對用戶的燃氣設施定期進行安全檢查，按CJJ 51—2016《城鎮燃氣設施運行、維護和搶修安全技術規程》的3.5.1條規定，城鎮天然氣經營企業應組織工作人員每2年對居民用戶進行一次入戶安全檢查，包括天然氣管道、設施驗漏等，并對存在的用氣安全隱患履行告知義務，及時指導并督促用戶整改。

2.6 開展安全用氣宣傳教育工作

為提高老舊居民區天然氣用戶的安全意識及安全用氣知識，各天然氣經營企業均開展了各式各樣的宣傳教育工作，以重慶燃氣集團大渡口分公司為例，每年開展安全教育入社區活動，并在老舊居民區棟入口處張貼安全用氣溫馨提示牌和正確使用熱水器海報。

3 利用“互聯網+”技術提高老舊居民區天然氣系統安全和使用安全

3.1 “互聯網+”在城鎮天然氣行業的運用可行性

“互聯網+”技術即指互聯網思維的進一步實踐成果，推動經濟形態不斷發生演變，從而提高傳統行業的生命力，為傳統行業的工作模式改革、創新、發展提供網絡平臺。

而天然氣經營作為最傳統的行業之一，其目前的經營模式轉變仍較為緩慢。對天然氣輸配、使用帶來的風險管控手段也較落后。特別是對老舊居民區天然氣使用安全管控方面，天然氣經營企業尚未及時了解用戶需求，未充分利用數據、網絡與天然氣用戶進行有效交互，使企業耗費經濟與人力投入，卻無法取得良好的安全管控效果。

其實同其他行業一樣，作為提供燃氣能源的服務企業，如若能及時取得各項供氣數據，建立與天然氣用戶的交互網絡，利用交互網絡、大數據提供的信息及時對各項安全風險進行管控，即可取得良好的效果。整體而言，城市天然氣經營企業有極其龐大的業務數據與客戶信息，只是一直未對數據進行整合分析。利用大數據技術，結合互聯網平臺和越來越成熟的數據交互模式，“互聯網+”在城市天然氣行業的運用將非常可行。

3.2 利用分段計量數據聯網比對等手段實現對埋地管網安全實時監控

在傳統天然氣埋地管道安全管理工作中，一般通過管道巡線人員尋找管網泄漏點，或通過巡檢車、無人機等方式對埋地管道進行長期巡檢，因埋地管道長度過長，目前普遍存在人力配比不足的情況。又因埋地管道情況時有變化，巡檢中并不能100%的探尋到漏氣點。

針對老舊居民區埋地管網的漏氣檢測，可嘗試以分段計量數據聯網比對的方式，在遠端實時監控，達到全時監控老舊居民區埋地管道、室內立管等天然氣設施的目的。

具體實施方案為：以通過增加支閥的方式，形成單位區域，統一管理。一是在單位區域的支閥中，添加計量設備并接入物聯網，即時回傳天然氣使用量V1；二是在支閥后的各個調壓裝置中添加計量設備并接入物聯網，即時回傳天然氣使用量V2；三是目前各個用戶終端的遠傳氣表接入物聯網，即時回傳天然氣使用量V3。若管道無泄漏，則應滿足同等時間下，V1=V2=V3；若調壓設備前端管道有泄漏，則V1＞V2=V3；若調壓設備后端管道有泄漏，則V1=V2＞V3；若調壓設備前后管道均有泄漏，則 V1＞V2＞V3。

當這3個天然氣量通過物聯網反饋到天然氣經營企業的安全預警系統中，如出現漏氣情況能及時報警，企業即可安排管道巡檢人員前往排查。極大降低埋地管道泄露未能及時發現的風險，也在一定程度上節約巡檢人力。具體工作流程如圖2所示。但此方案的開展需要較大的前期投入，一般可選擇需要進行設備更換、埋地管網改造的小區實施。

圖2 計量數據監控比對工作流程

3.3 利用電子標定、設備巡檢APP等方式建立新的設備檢維修工作模式

在目前調壓設備、短樁及引入管檢維修工作中，天然氣經營企業普遍采用維修派工方式進行，在這種模式中，僅能依靠設備抽查等方式進行督促，缺乏對設備檢維修工作質量的控制手段。

在部分尋求更有效的工作監督手段的企業中，已經開始使用設備電子標定后，利用帶NFC功能的移動終端考察工作人員對調壓箱（柜）等設備的檢維修工作，另外在每個設備的檢維修工作中配合設備巡查用的手機APP上傳工作具體內容及照片，在一定程度上保證了工作進度與質量。

而企業也可通過手機APP下達每月或每周的設備巡檢任務，可針對不同設備來下達具體工作任務。以調壓柜為例，管理人員可在1月巡檢任務中下達常規巡檢清潔、檢測運行壓力、清洗過濾器等工作，下達任務后在工作人員的APP中就以“待完成任務”顯示，并要求先持手機到達該調壓柜后通過NFC簽到開展每項具體工作，每完成一項工作均需拍照上傳，全部完成后方能完成任務，交由管理人員審核。

此工作模式要求簡單，執行難度低，可在短期內大幅提高工作人員對老舊居民區及末端調壓設備的巡檢工作完成度，但也存在前期需完成設備電子標定工作和為工作人員配備帶NFC功能智能手機的問題，前期投入較高。

3.4 積極與天然氣居民用戶進行交互，實行“互聯網＋”安檢模式

在目前居民入戶安檢工作中，城市天然氣經營企業一般可分為安檢外包、兼職安檢、集中安檢3個方式，傳統入戶安檢工作開展方式優缺點如表1所示。

表1 傳統安檢工作開展方式優缺點

在傳統城市天然氣經營企業居民入戶安檢工作方式中存在共同的缺點：①企業主觀性過強，未調動用戶參與，均以企業安檢任務下發安排安檢人員定時上門進行安檢，實際入戶率低；②安檢周期為2年，并未形成安全長效機制。

而新的“互聯網+”安檢模式則是通過手機APP，充分調動客戶能動性（見表2）。通過各種類型的活動、禮品派發及宣傳引導客戶安裝使用“網上營業廳”微信小程序或企業專用APP等軟件，通過普及APP，引導用戶注冊，并鼓勵用戶每月或每季度上傳指定用氣節點（廚房、燃氣灶、熱水器、氣表等）照片，還可通過APP預約安檢時間，提高安檢入戶率。

表2 安檢APP在企業、用戶端可實現的功能

而安全APP通過評估用戶上傳的用氣節點照片、入戶案件情況，通過合理的評估邏輯，可將用戶的用氣安全系數以分數的形式呈現到客戶的手機端。而通過可視化的分數，用戶可直觀了解其天然氣使用的安全狀況。再通過APP提示的整改內容進行處理，可提高其用氣安全系數，并在達到一定用氣安全系數值后可領取一定獎勵。通過這種直觀的方法和用戶本身的參與，可提高企業的入戶安檢工作質量，并在2年周期內得到更多用戶反饋的用氣環境和設施設備狀態，提高對用戶用氣風險的管控力度和效果。

因“互聯網+”安檢模式需要普及用戶安檢APP安裝量，需要較長時間，另外因要激勵客戶下載注冊軟件、提高安全評估系數獎勵，需要一定的長期經濟成本。

3.5 建立可燃氣體泄漏報警器全面聯網預警網絡

天然氣經營企業在針對部分事故風險較高、整改難度大的老舊居民區，可參考公安聯防110報警系統，采購一批可網絡報警的可燃氣體泄露報警器，集中安裝于該居民區的用氣房間，通過物聯網或其他方式將所有報警器運行數據及時傳回企業主機。一旦出現居民室內燃氣泄漏情況，該報警器除具備普通的切斷、聲光報警功能外，還能第一時間將報警信息回傳至企業搶險調度室，調度室人員可通過企業收集的該戶聯系方式，及時與用戶取得聯系，并在第一時間通知維修搶險人員趕赴現場進行應急處理。

新建、普通小區天然氣用戶也可自行安裝該類聯網報警可燃氣體泄漏報警器，由公司負責將其報警器接入報警網絡中。此預警方法可在短時間內極大降低室內燃氣泄漏后無人發覺的風險，對高風險的老舊居民區使用見效快，但也存在單戶成本安裝、使用維護成本較高的問題。

4 結語

近年來，隨著各級安全工作要求越來越高，天然氣經營安全形勢愈發嚴峻，而居民燃氣事故發生率卻依然居高不下。由于天然氣經營企業的利益壓力，老舊居民區的天然氣改造計劃將進一步推遲。如何在此期間保障老舊居民區的安全平穩供氣，是天然氣行業安全從業者亟待解決的頭號問題。

目前看來，這需要采用更先進、更貼近群眾的工作方式與理念，要借助“互聯網+”的網絡平臺。如若將天然氣經營企業手中本來就掌握的用戶信息、供氣數據及安檢結果進行綜合利用，再采用合適的互聯網＋、智能技術提高設備運行維護、入戶安檢、應急預警等工作水平，達到真正的安全長效機制也許并不是難題。

利用網絡平臺與大數據管理技術，以用戶需求為中心，建立既有管道實時監控、設備檢維修全程監督、入戶安檢共同參與、泄露報警聯網的智慧運營模式，將極大地提高天然氣經營企業的風險管控能力。