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      管道研究

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      關于城市燃氣管道泄漏監測系統推廣應用的探討

      來源:《管道保護》2022年第2期 作者:王震 王云航 梁耀方 譚臣 謝坤孝 時間:2022-4-2 閱讀:

      王震 王云航 梁耀方 譚臣 謝坤孝

      重慶燃氣集團股份有限公司

       

      2021年6月13日,湖北十堰張灣區艷湖社區集貿市場發生燃氣爆炸重大事故,造成26人死亡,138人受傷。事故直接原因是天然氣中壓鋼管嚴重銹蝕破裂,泄漏的天然氣在建筑物下方河道內密閉空間聚集,遇餐飲商戶排油煙管道火星發生爆炸。如若之前在建筑物下方河道內的密閉空間有燃氣泄漏監測和預警手段,相信能大概率避免此次事故的發生。

      城市燃氣管道泄漏監測系統是一個通過布設大量可燃氣體智能監測儀,實現對燃氣風險點、危險源進行實時狀態感知,同時結合地下管網數據,在大數據、物聯網和AI算法的支持下,對可燃氣體濃度進行24小時實時監測的系統[1]。該系統屬于智慧城市管理的一個分支,由政府相關部門牽頭部署系統平臺,燃氣企業配合終端設備的安裝與運維,大范圍的對建筑和人口密集區域的燃氣管線相鄰地下空間可燃氣體實施在線監控,及時發現微小泄漏實現預警和處置,其推廣應用對于保障城市安全有重要意義。

      1  城市燃氣管道泄漏監測系統

      系統主要由TDLAS激光式NB/IOT傳輸的可燃氣體智能監測儀[2]、24小時AI云處理、預警信息推送三大部分組成,其中可燃氣體智能監測儀因一般安裝在燃氣管線相鄰的市政、電力、通訊等窨井內的地下空間,需具備測量精度高且無需標定、低功耗電池穩定、數據傳輸信號強且不丟失、防水防腐防爆等性能。具體工作模式是通過在燃氣管線及其相鄰地下空間安裝的可燃氣體智能監測儀,定時采集數據發送云端,經過AI計算篩選出沼氣等誤報情況后進行泄漏預判和分級響應,再通過24小時值守的監測中心將報警信息及時利用智能語音通話、短信、APP小程序等方式云端推送,令用戶快速響應,對報警點位及時核查和處理(圖 1)。



      1 燃氣專項城市生命線監測系統架構


      2  影響推廣應用的主要因素

      (1)安裝使用成本比較高。以目前監測系統應用時間最長、應用設施設備最多的合肥市為例,其總長6000公里管線共花費2.5億元加裝了2.5萬套可燃氣體智能監測儀,其中6000套安裝在燃氣管線閥井,其他安裝在管線相鄰地下空間區域內,如污水井、電力井、供水井、通信井、地鐵隧道等。很多燃氣企業所在城市的地勢地貌相比平坦的合肥市更為復雜,不同的建筑和人口密集程度也帶來不同的燃氣安全風險,若企業獨自全面推廣可燃氣體智能監測儀,預計規模更大的北、上、深等地燃氣企業安裝費用都會過億元,在可燃氣體智能監測儀成本無法下降的情況下資金壓力巨大。

      (2)多行業協調難度大。監測系統需要將大部分可燃氣體智能監測儀安裝至市政、電力、通訊等其他產權單位的窨井壁內,各個產權單位都有各自的管理規定,對于外單位的設施設備入井存在諸多限制。如若燃氣企業自身去協調,必然阻力重重。據悉重慶某燃氣企業在試用該系統時,僅安裝兩臺設備的協調時間都用了三個月,由此可見若無政府政策支持和牽頭部門推進,必然存在安裝及今后維護時的協調難點。

      (3)數據單一影響風險研判。由于地下管網基礎資料的保密性,燃氣企業一般只有自家的管網資料,在無其他地下管網數據的支撐下,很難做到全方位的風險研判,將設施設備安裝在最佳位置。而且同行業間的燃氣管網經常存在并行和交叉現象,若不實現管網數據的互聯互通,在雙方管道附近的地下空間監測到泄漏并預警后,燃氣企業排查自身管網無泄漏風險,不代表其他燃氣單位的管網無泄漏風險,即危害公共安全的風險依然存在,很難實現城市的安全風險聯動和交互。諸如合肥市城市燃氣管道泄漏監測系統、北京城市管網運行綜合管理平臺的成功運用,都是匯集了水、電、氣、訊地下管網的信息數據,形成了“城市安全綜合監測一張圖”[3]。

      3  建議

      (1)先從風險等級高的地區推行。根據各燃氣企業的管道巡檢周期,按埋地管道的風險等級、壓力等級由高到低逐步推廣,建議先期在以下范圍使用:①使用年限超20年的低壓、庭院管道相鄰的污水井、電力井、通訊井、下水道等地下空間;②人口稠密聚集場所的埋地管道,例如商圈、醫院、學校、政府機關;③地面為混凝土路面或瀝青路面、地下管道復雜等情況導致埋地鋼質管道防腐層檢測信號屏蔽的地方;④埋地鋼質管道破損點較多且嚴重,但未能及時開挖修復或更換的管道。

      (2)政府企業社會三方共同投入。一是政府出資,燃氣公司數據共享。例如合肥市城市燃氣管道泄漏監測系統由政府出資(燃氣主管部門為合肥市住建局),各管線權屬單位提供管線資料進行建設。二是建議政府出臺相關技術標準,納入配氣成本疏導。建議燃氣企業協商當地相關行業主管部門,將可燃氣體智能監測儀的安裝納入行業標準或者地方性條例中,將其安裝應用作為燃氣公司的安全投入,同時納入配氣成本進行合理疏導。三是企地聯合共同出資。即由政府履行公共安全監管責任,在人口密集的商圈出資建設,防止地下空間燃爆事故,確保公共安全。由燃氣企業履行主體責任,在其他高風險地區出資建設,雙方聯合打造該系統。四是建議政府出臺相關新、改、擴、建方面的政策支持。針對涉及建筑區劃紅線內需增容等特殊需求的開發商,將相關費用納入安裝費用,承擔可燃氣體智能監測儀費用。五是結合現有政策,爭取資金支持。關注政府出臺的關于燃氣方面的各類政策,結合其相關要求,將監測系統的投資建設附加其中,如爭取結合最近住建委提出關于老舊小區改造的相關政策,將可燃氣體智能監測儀安裝納入其改造范圍。

      (3)協調地下管網數據互聯互通。建議由當地政府明確相關職能部門牽頭(如安全生產委員會辦公室、住房和城鄉建設委員會等),協商水、電、訊、給排水、軌道等單位配合,在其地下空間內安裝可燃氣體智能監測儀,并牽頭收集水電氣訊等管線權屬單位的管線數據,共同打造“城市安全綜合監測一張圖”,同時針對各管線權屬情況進行監管部門與企業的數據共享。

       

      參考文獻:

      [1]付明,譚瓊,袁宏永,梁光華,陳濤,凌俊杰.城市生命線工程運行監測標準體系構建[J].中國安全科學學報,2021,31(01):153-158.

      [2]張伯軒.基于TDLAS技術的氣體傳感器研究[D]北京:北京工業大學,2017.

      [3]陳潭,李義科.面向大數據驅動的城市生命線管理[J].河海大學學報(哲學社會科學版),2020,22(05): 22-31.


      作者簡介:王震,1987年生,高級工程師,畢業于重慶大學,重慶燃氣集團股份有限公司安全監督管理部副部長,主要研究方向為燃氣安全技術及管理。聯系方式:18623099765,366695519@qq.com。


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