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        燃?xì)庹{(diào)壓站壓力預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用

        2018-09-12 05:42:48上海奉賢燃?xì)庥邢薰?/span>
        上海煤氣 2018年4期
        關(guān)鍵詞:調(diào)壓器調(diào)壓燃?xì)夤?/a>

        上海奉賢燃?xì)庥邢薰?李 杰

        關(guān)鍵字:壓力預(yù)警系統(tǒng) 調(diào)壓站 智能管網(wǎng)

        0 引言

        燃?xì)庹{(diào)壓設(shè)備作為燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)中的核心設(shè)備,數(shù)量多、分布散,幾十年來燃?xì)馄髽I(yè)由于技術(shù)所限,運(yùn)行維護(hù)中只能采用比較被動的管理模式,如按周期進(jìn)行設(shè)備的例行保養(yǎng)(費(fèi)用高昂)、安排人員定期巡查(燃?xì)庹{(diào)壓設(shè)備作為機(jī)械設(shè)備,在運(yùn)行過程中通過巡檢很難發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部可能已經(jīng)存在的問題)、損壞后維修(安全性差,往往維修時已經(jīng)產(chǎn)生了不良后果)等。

        隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的進(jìn)步,尤其是大數(shù)據(jù)在諸多領(lǐng)域的發(fā)展應(yīng)用,給城市燃?xì)獾妮斉涔芾韼砹诵碌钠鯔C(jī)。通過信息化工具的介入,燃?xì)馄髽I(yè)越來越能做到對燃?xì)廨斉溥^程的主動管理、動態(tài)管理。

        燃?xì)鈮毫︻A(yù)警系統(tǒng)是一套采用信息化手段提升調(diào)壓站運(yùn)行安全性以及管理質(zhì)量的系統(tǒng)。通過大數(shù)據(jù)的收集、整理和分析能給燃?xì)庀到y(tǒng)的管理者帶來大量的信息,從而了解設(shè)施的工況,以便能夠主動做到及時發(fā)現(xiàn)、準(zhǔn)確預(yù)判、精確維修和避免事故。

        通過信息化設(shè)備對數(shù)據(jù)的采集、上傳,使設(shè)備管理人員對設(shè)備隱患的預(yù)判提供了可能;防患于未然得以實(shí)現(xiàn),維修管理工作更具有針對性。

        1 壓力預(yù)警系統(tǒng)的構(gòu)成

        燃?xì)鈮毫︻A(yù)警系統(tǒng)一般由監(jiān)測中心和安裝于各調(diào)壓設(shè)備內(nèi)的遠(yuǎn)程終端兩部分組成,見圖1。

        圖1 壓力預(yù)警系統(tǒng)總體框架

        遠(yuǎn)程終端由單片機(jī)、GSM無線通信模塊和壓力傳感器構(gòu)成,調(diào)壓箱內(nèi)的遠(yuǎn)程終端見圖2。

        圖2 安裝于調(diào)壓箱內(nèi)的遠(yuǎn)程終端

        終端通過壓力傳感器采集調(diào)壓設(shè)備的相關(guān)壓力后,由單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并通過GSM無線通信模塊進(jìn)行定時的數(shù)據(jù)上傳與報(bào)警。

        監(jiān)測中心一般可以設(shè)置在燃?xì)馄髽I(yè),由服務(wù)器及客戶端組成。工作人員日常通過客戶端對壓力預(yù)警系統(tǒng)上傳的壓力數(shù)據(jù)及報(bào)警信息進(jìn)行及時的處理,并通過客戶端掌握了解各遠(yuǎn)程終端的運(yùn)行情況,及時做好遠(yuǎn)程終端的維護(hù)工作。

        2 系統(tǒng)應(yīng)用與調(diào)壓站故障分析

        2.1 壓力異常報(bào)警

        壓力預(yù)警系統(tǒng)最直接的作用就是監(jiān)測調(diào)壓站各項(xiàng)燃?xì)鈮毫?shù)據(jù)(見圖3),并與設(shè)定閾值進(jìn)行比對,如有異常作出報(bào)警。

        圖3 調(diào)壓站壓力預(yù)警系統(tǒng)監(jiān)測示例

        通過該功能調(diào)壓設(shè)備管理方能及早得知異常狀況的發(fā)生,安排人員到現(xiàn)場進(jìn)行檢查,排除異常狀況,因此能有效降低燃?xì)獍踩鹿拾l(fā)生的概率或減小事故造成的危害程度。

        幾年來,通過壓力異常報(bào)警,奉賢燃?xì)夤径啻翁崆鞍l(fā)現(xiàn)了調(diào)壓設(shè)備的運(yùn)行異常,及時對故障進(jìn)行了排除,避免了調(diào)壓器切斷、超壓供氣等燃?xì)獍踩鹿实陌l(fā)生。

        案例1:2014年某校區(qū)內(nèi)調(diào)壓站發(fā)出壓力異常報(bào)警,巡檢人員至現(xiàn)場發(fā)現(xiàn),該校區(qū)內(nèi)第三方違章施工導(dǎo)致低壓燃?xì)夤艿罁p壞泄漏,從而造成調(diào)壓站出口壓力波動觸發(fā)報(bào)警,巡檢人員當(dāng)即予以處置。這次事件通過壓力預(yù)警系統(tǒng)的報(bào)警功能幫助燃?xì)馄髽I(yè)迅速發(fā)現(xiàn)了第三方野蠻施工造成的燃?xì)庑孤┦鹿?,避免了潛在爆燃事故發(fā)現(xiàn)的可能。

        2.2 設(shè)備工況記錄與分析

        壓力預(yù)警系統(tǒng)能對監(jiān)測點(diǎn)的壓力進(jìn)行采集、記錄,并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖表。長期以來困擾設(shè)備維修的關(guān)鍵就是:

        (1)不能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的輕微故障。

        (2)不能切中要害的找到設(shè)備故障點(diǎn)。

        早先調(diào)壓站安裝的指針式壓力記錄儀需定期上發(fā)條,且每次上發(fā)條記錄周期只有24 h,這種設(shè)備使用不便、勞動強(qiáng)度大且無法提供具有分析價值的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)。所以長期以來燃?xì)馄髽I(yè)對于管轄范圍內(nèi)的大量工業(yè)、民用調(diào)壓站只能采取定期巡檢、接報(bào)搶修的方式進(jìn)行管理,這種模式人力成本高、對一線工作人員要求高、對設(shè)備的管理方式被動,往往只能在設(shè)備出現(xiàn)嚴(yán)重故障影響到對用戶的正常供氣時才能發(fā)現(xiàn),造成高成本的搶修甚至燃?xì)夤?yīng)事故的發(fā)生。

        有了壓力預(yù)警系統(tǒng)對各設(shè)備的數(shù)據(jù)采集,給調(diào)壓設(shè)備的主動化管理提供了前提條件,管理人員能在客戶端對設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,及時發(fā)現(xiàn)異常工況,并根據(jù)工況分析可能的故障因素采取相應(yīng)的處理措施,確保設(shè)備運(yùn)行良好,保障燃?xì)獾姆€(wěn)定供應(yīng),并降低設(shè)備的維修更換成本。

        案例2:2015年某小區(qū)調(diào)壓站頻繁發(fā)出壓力下限報(bào)警,見圖4。巡檢人員現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn):因設(shè)計(jì)缺陷與設(shè)備銹蝕老化,調(diào)壓螺桿在運(yùn)行中與調(diào)壓彈簧罩發(fā)生摩擦導(dǎo)致調(diào)壓螺桿上下不靈活,造成該調(diào)壓站的出口壓力嚴(yán)重波動。發(fā)現(xiàn)該問題后,對該調(diào)壓站及時進(jìn)行了維修,出口壓力隨即恢復(fù)正常。事后對相同型號批次的調(diào)壓器進(jìn)行了普查,并對同樣存在該問題的調(diào)壓器進(jìn)行了維修。通過此次壓力預(yù)警及時發(fā)現(xiàn)并解決了此類燃?xì)庠O(shè)備的安全隱患。

        圖4 某小區(qū)調(diào)壓器維修前后出口壓力變化

        案例3:2015年某大型商場調(diào)壓站,壓力預(yù)警系統(tǒng)顯示該設(shè)備在運(yùn)行時關(guān)閉壓力偏高?,F(xiàn)場檢查確認(rèn)調(diào)壓站存在關(guān)閉壓力高及小流量時喘震明顯的情況,經(jīng)多次維修,發(fā)現(xiàn)故障源為調(diào)壓器基座,因其閥口不平造成調(diào)壓器在運(yùn)行時響應(yīng)速度慢。通過更換基座極大改善了調(diào)壓器的運(yùn)行工況,見圖5。

        圖5 某商場調(diào)壓器維修后出口關(guān)閉壓力變化

        2.3 輸配氣管網(wǎng)合理性分析

        壓力預(yù)警系統(tǒng)在功能上與長輸管網(wǎng)企業(yè)管理常用的數(shù)據(jù)采集與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)(SCADA)相似,它的優(yōu)勢在于遠(yuǎn)低于SCADA系統(tǒng)的設(shè)備成本及使用成本、相對簡單的安裝條件(SCADA系統(tǒng)需要現(xiàn)場具備220 V供電條件、由于高壓供電使燃?xì)庠O(shè)施需滿足的更高防雷防爆安全要求及現(xiàn)場控制柜的安放場地需求)。

        燃?xì)馄髽I(yè)的調(diào)壓站管理有著設(shè)備數(shù)量多、分布散、單體供氣量普遍較小以及維修管理人員到所轄設(shè)備距離近、速度快的特點(diǎn)。在實(shí)際輸配管理中,除了少數(shù)需要安裝SCADA系統(tǒng),對絕大多數(shù)居民和單位的調(diào)壓設(shè)備而言,壓力預(yù)警系統(tǒng)有更好的適用性,且較為低廉的成本也有利于對大量調(diào)壓設(shè)備進(jìn)行普遍安裝。

        調(diào)壓設(shè)備作為燃?xì)夤芫W(wǎng)中的中繼點(diǎn),起著調(diào)整管網(wǎng)內(nèi)介質(zhì)壓力的作用。對燃?xì)怃N售企業(yè)的中低壓調(diào)壓設(shè)備而言,它的出口壓力(供氣壓力)的平穩(wěn)意味著對用戶的安全、穩(wěn)定的供氣,做好該壓力的監(jiān)測同時也能為提高用氣效率提供數(shù)據(jù)。而它的進(jìn)口壓力往往就是燃?xì)怃N售企業(yè)輸配氣管網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行壓力,掌握其數(shù)據(jù)、各時間段的不均勻性與趨勢,將有利于地區(qū)管網(wǎng)的規(guī)劃、多氣源管網(wǎng)各氣源運(yùn)行參數(shù)的設(shè)置,使燃?xì)夤芫W(wǎng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)合理化、節(jié)約化、高效化。

        3 結(jié)語

        壓力預(yù)警系統(tǒng)獨(dú)立使用能有效對調(diào)壓站工況進(jìn)行監(jiān)測,并能提供燃?xì)夤芫W(wǎng)運(yùn)行情況的分析,使傳統(tǒng)以搶修為主的事后被動管理模式轉(zhuǎn)為以實(shí)時監(jiān)控、及時維修為主的事前主動管理模式。不僅如此,作為一種信息化管理系統(tǒng),它能很便利地與其它信息化系統(tǒng)銜接組合,如與用戶端計(jì)量遠(yuǎn)傳系統(tǒng)配合,能及時發(fā)現(xiàn)用戶端的異常用氣情況,判斷表后管道與用氣設(shè)備是否使用正常;同時還能起到“防竊氣”的功能。如將該系統(tǒng)嵌入地理信息系統(tǒng)(GIS)中則能提升GIS的信息量和功能性。

        隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和對各種系統(tǒng)的深化利用,做好燃?xì)廨斉鋽?shù)據(jù)的采集,通過大數(shù)據(jù)分析,以實(shí)際數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行合理的燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)與輸配氣管理,必能極大地提升燃?xì)馄髽I(yè)的管理水平與經(jīng)濟(jì)效益。

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