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《最江苏》简介随着燃气行业的快速发展,保障城市燃气企业的生产安全和用气用户的安全变得尤为重要。无锡华润建设的“城市智能供气系统”利用物联网技术对输气管道压力数据进行采集、存储和分析。升级“华润智能供气系统”合资阀门品牌,将调压站自感知、自判断与人工决策、远程控制相结合,构建全方位、全天候、全过程的供气压力智能监控系统。

“华润智能供气系统”:推动天然气管网输配智能化升级

案例分析师曹晓庆

随着燃气行业的快速发展,保障城市燃气企业的生产安全和用气用户的安全变得尤为重要。无锡华润建设的“城市智能供气系统”利用物联网技术对输气管道压力数据进行采集、存储和分析。升级“华润智能供气系统”,将调压站自感知、自判断与人工决策、远程控制相结合,构建全方位、全天候、全过程的供气压力智能监控系统。目前,无锡华润正在全面深化应用研究,系统推进标准制定。在此基础上,形成了华润集团社区智能供气系统企业标准,并在全国200多个城市推广使用。

该案例被中国经济信息社和无锡市政府评选为“2016年无锡市物联网应用十大案例”之一。

智能稳压,

“远程控制”实现无人值守现场

走进无锡市滨湖区苏溪路高、中压调压站,站东、西角安装两台360度旋转高清摄像头,四对光电探测器布置在四围墙上方电动智能调节球阀,以监视车站。一切。

“天然气易燃易爆,因此车站的安全管理非常重要。高清摄像头的视觉监控和光电探测器的红外感应报警,为车站的安全监管设置了双道防线。”李俊龙说,当我们走进车站门口时,光电探测器的感应信号会第一时间回传到控制中心后台,周边警报会立即响起,提醒工作人员现场出现异常情况。同时,高清摄像头拍摄的图像为车站提供可视化管理。一切都在工作人员的监控之下。

在站中心竖立一根直径约40cm的黄色进气管,一端连接上游管道,另一端通过过滤器后通向调压室。在面积小于20平方米的高、中压调压室中,双向管道并排放置。 “每个调压站配备双管路,但只有一根管路运行。当主管路运行时,辅管路处于备用状态。在主管路检修和突然障碍物的情况下,辅管路处于待命状态。”管道可以立即启动,保证供气的连续性。”李君龙说。

进气压力传感器、流量调节阀、过滤器、调压器、流量计、出口压力传感器等几个关键部件依次连接到主管线上电动智能调节球阀,所有设备运行正常。在高压主管道进口处,压力表显示当前进气压力2.2MPa,电动球阀阀位在98%开度。调压器减压后,中压管道上的流量计显示当前出口流量为/h,出口压力表显示当前出口压力为0.34MPa,可成功从高压中减压到中等压力。

在调压室旁边的机舱内,有两个高约2米的机柜,一个是电源柜,一个是远程终端RTU。 “RTU主要由CPU模块、模拟量I/O模块、数字量I/O模块、通讯模块等组成。管道上的压力、流量、阀位开度等参数通过电线传输到模拟或数字信号传输到RTU,然后使用GPRS通信技术将数据发送到智能供气平台。”李君龙说。

在控制中心的电脑屏幕上,城市燃气管网覆盖的全景图显示了各主要节点的进出气压力和瞬时流量数据。点击宿溪路高、中调压站,集管道工艺流程、设备配置、数据监控三要素于一体的工程图清晰勾勒出调压站的设备结构和运行状态。点击图纸上的每一台设备,查看其设备属性和运行状况。平台实现站场安全防护、管道运行实时监控、危险预警报警、远程在线控制等多种功能,为调压提供全方位、全天候、全过程监管服务车站。

走出站台,锁上门,整个调压站再次安静了下来。无锡华润燃气基于物联网技术构建的调压站智能监控及辅助控制系统,实现了调压站真正的“无人值守”。

“天然气管网系统是一个大通道。任何一个调压站的压力发生变化后,都可能引起周围多个调压站压力的连锁反应,影响全身。因此,压力的调节通常需要通过多个调压站的配合来完成。由于不同调压站之间距离较远,传统的手动调压方式连续周期长、费时费力,无法实现快速响应。”无锡华润燃气副总经理朱大令表示。

据朱大令介绍,公司调压组20名员工主要负责9个高中压站的管理维护工作,包括调压、故障处理、设备维护等。现基于互联网物联网技术,传统意义上的调压设备自动化,实现了自我感知、自我判断、人工决策、远程控制相结合。工作人员可远程调节压力,有效提高工作效率。

系统集成,

“多级联动”智能优化供气方案

一个城市的天然气管网输配系统主要由门站、各级调压站和管网组成。调压站作为天然气管网系统的核心和枢纽,其流量分配的作用及其运行状态的变化,直接关系到整个天然气输配系统的稳定性和安全性。

目前,华润燃气在无锡的管网总长6000多公里,其中2个门站分别接收西气东输和川气东输的气源;各级调压站包括高压调压站2座、中高压调压站9座、中中压调压站3座、中低压调压站500余座,其中工业用户333座、工业用户200余座民用领域的调压柜;每8公里有一个高压阀室,共17个。

“每一个调压站都像一个装备精良的士兵,随时准备上阵,却缺少一个统帅带头的战斗,单打独斗只能降低整个天然气管网的效率输配电系统。效率。只有总教练出征,全营齐心协力,克敌制胜。”朱大岭元帅说,无锡华润燃气正在探索和建立的“自适应智能供气系统”。

无锡华润燃气副总经理张红琴表示,“虽然智能监控辅助控制系统实现了燃气管道压力数据实时监测、危险预警和及时报警等功能。 ,压力调节仍然是工作人员通过网络远程控制流量,实现阀门的阀位控制,调节范围完全依赖于操作者的工作经验,与阀门之间的有效联动调压站无法实现,只能由工作人员单独操作。让整个天然气管网输配系统从自动化向智能化转变的关键是系统集成。“自适应智能供气系统”是“智能监控辅助控制系统”的升级版,真正实现了自感知、自控决策、自我决策、自我调节,最终形成最优化的供气方案。”

2016年6月,“无锡华润燃气自适应智能供气系统”在华润集团总部获批企业科技项目。自适应智能供气系统的软件开发与硬件升级同步进行。无锡市凤翔路中学作为第一个改造试点,压力站已进入全面建设阶段。宿溪路高中压站和钱桥高中压站改造工程预计2016年底完成。

张洪钦表示,“自适应智能供气系统”在整个无锡天然气管网系统中的应用,将是一项庞大的系统工程,需要多方面突破。目前,无锡华润燃气的立足点主要集中在扩大覆盖、加快改造进度和降低运营成本三个方面。

一是建立从闸站、各级调压站、阀室到终端用户的多层次智能监控网络。随着无锡城市的发展和天然气用户需求的不断增加,供气不平衡问题已成为影响燃气管网运行和安全的关键。最终用户的压力波动直接反映了供气的安全性。压力过低会导致减压,不能正常使用。如果压力过高,会因超压而导致漏气。

来自终端用户的数据反馈是前端管道压力调整参数的重要来源。建立完整的智能数据采集网络对于管道自适应调整至关重要。

“无锡华润燃气智能监管网正在加快向社区和大型综合体的覆盖。目前,新建住宅小区的调压柜安装智能监管系统,供气量300立方米,大型综合体工商业用户接入量为也以每年约60个站点的速度增长,从大到小,从点到点,最终实现智能监管网全覆盖。”朱大令说。

二是利用智能远程调压限流技术,实现高、中压站智能化。目前中高压调节站的工作原理是基于压力传感器、流量计等各种传感器采集的实时数据。操作人员可通过网络远程控制流量阀的阀位,实现流量调节和压力控制。但压力是天然气管道运行最重要的参数。在不同的压力条件下,即使电动阀的阀位相同,流量也会不同。因此,基于流量的调整方法的准确性较低。

“中高压调压站智能化改造的核心项目是调压器的改造升级。改造后的智能调压器可根据不同场景自动调节阀位开度,任意调节调压器。对调压器的出口压力和瞬时流量进行限制,最终实现管网自动调压。这使得企业可以多样化供气方案。例如,夜间用气时,天然气管网压力较高。 ,通过终端用户的数据反馈,系统平台下达指令,各调压站自动降压,多级调压站联动反应,最终使整个管网达到供气平衡。”朱大令说。

三是积极制定企业标准,降低运营成本。与电力行业的智能化相比,天然气行业起步较晚,缺乏行业标准。制定技术标准是促进产品规模化生产、降低成本的有效手段。目前,无锡华润燃气制定了《智能燃气表技术标准》和《低功耗压力监测设施技术标准》两项企业标准,其中智能燃气表技术标准已被深圳燃气采用,镇江华润燃气、南京华润燃气等。多家企业以此为蓝本,华润集团内部推广低功耗压力监测技术标准。

“以前智能燃气表的采购价格是310元,现在采购成本降到200元左右,降幅超过30%,这与标准化生产密切相关。成本的降低是有利于推广应用,积极推动自适应智能供气系统相关技术标准的制定,包括智能远程调压、限流技术等,意义重大。”朱大令说。

“自适应智能供气系统”应用前景广阔

研究表明,无锡华润燃气自适应智能供气系统是基于物联网技术的智能供气系统解决方案,可有效减少运维工作量,降低运维成本,提高输电能力。天然气管网的分配效率。天然气管网的安全管理水平和自动调压使“削峰填谷”成为可能。

“各种调压站在具备智能化优势的同时,充分融入低功耗压力监测设施技术,使智能供气系统能够以单一的外部供电方式供电,锂电池供电供电、太阳能供电等。扩大模式可以有效解决偏远地区的电力短缺问题。”朱大令说。

无锡华润燃气已将低功耗压力监测设施技术全面应用于调压柜、调压计量箱、阀井、低压管网终端、阴极保护、商业及公益用户等领域通过降低接入设备功耗、优化数据采集传输方式等多种手段,成功降低了系统整体功耗。

一是降低接入设备的功耗。无锡华润燃气充分使用低功耗硬件设备。压力变送器功耗小于360mW,泄漏报警器功耗小于600mW,微动阀工作电流小于50mA。

二是优化数据采集和传输方式。在外接供电模式下,数据采集终端处于实时工作状态,数据实时采集上传,存储容量仅为5天的历史数据。在锂电池供电状态下,数据采集终端各通道独立打开,采用用户自定义上传策略,时间和频率,1-60分钟内可设置。数据存储容量大于15天的历史数据,终端采集或上传。数据结束后进入休眠模式,休眠工作电流不大于40uA。锂电池为可充电电池,单次放电时间1年以上,电池容量3年内可满足使用要求,供电时间长,更换方便。

朱大令表示,“自适应智能供气系统”为管网供气平衡、用气控制和管理提供了有效手段,显着提高了公司的管理效率,为企业带来长远利益。公司可持续运营天然气管网的能力。在无锡​​试点成功后,该系统将在集团内部率先推广,预计未来将广泛应用于电力、石油、化工、城市供水、供热、供气等行业。

公司简介

成立于2005年9月,是一家主要从事天然气设计、安装、生产、加工、销售、燃气设备及器具维修、汽车加油、危险品道路运输的合资企业。目前,天然气管网总长度已达6000多公里,日供气能力近300万标准立方米,管道燃气居民用户超过​​100万户,工商业3000多个管道燃气用户,年销售收入超过20亿元。元、城市燃气管网覆盖全市七区,形成了西城南、南、北、西“一中四区”的完善服务网络。无锡华润燃气“城市燃气智能管理平台”获江苏省住房和城乡建设厅第三批“江苏省城市建设示范工程”,获国家企业管理现代化创新成果二等奖和省企业管理现代化创新成果一等奖等。无锡华润燃气还被国务院国资委评为“中央企业先进集体”。

本文由中国经济信息服务中心江苏中心出品。

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