上海天然氣管網(wǎng)有限公司 蔡玲超

隨著科技信息化技術的不斷發(fā)展，人工智能技術逐步完善和成熟，依靠高度集成化、智能化的系統(tǒng)，使人類雙手的解放成為可能。越來越多無人值守系統(tǒng)的推廣及應用，推動了傳統(tǒng)工作模式的變革。對于危險性較高的天然氣行業(yè)，傳統(tǒng)的天然氣場站管理模式也正在逐步得到變革。采用數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，可對現(xiàn)場周邊環(huán)境進行實時監(jiān)控和入侵報警，大大提高場站運行的安全性；采用計算機操作和自動控制可提高設備運行的可靠性及工作效率，避免員工長時間暴露在高危風險環(huán)境之中，提高人員的安全性，從而達到天然氣經(jīng)營企業(yè)安全、可靠、高效運行的管理目標。

1 天然氣無人值守場站定義

天然氣無人值守場站，是指在日常運行情況下，天然氣場站內(nèi)無工作人員值守，站內(nèi)電動閥門和重要的儀表設備由天然氣經(jīng)營企業(yè)控制中心的值班人員進行遠程調(diào)控或者通過自動控制系統(tǒng)進行控制，并通過站內(nèi)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來采集壓力、溫度，通過可燃氣體探頭數(shù)據(jù)對場站內(nèi)主要設備的安全運行狀況進行實時的動態(tài)監(jiān)測，通過站內(nèi)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來采集視頻監(jiān)控和周界報警系統(tǒng)數(shù)據(jù)，從而對場站內(nèi)周邊環(huán)境情況進行實時動態(tài)監(jiān)測。

2 天然氣無人值守場站特點

目前，國內(nèi)多數(shù)天然氣場站通常會采取有人值守的管理模式，配置10～15人，實行人員倒班制，通過人工現(xiàn)場操作的方式對場站內(nèi)各類設備的運行狀況進行管理。由于人工記錄的大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析速度較慢，導致了運行調(diào)度效率降低，一些運行調(diào)度命令不能得到及時執(zhí)行，場站內(nèi)設備的運行故障無法在第一時間被發(fā)現(xiàn)和解決，加之基層場站管理人員技術水平和能力參差不齊，場站運行效率受到人員能力的制約影響較大，安全管理和運行效率大大降低，運行成本也相對較高。

(1) 天然氣無人值守場站優(yōu)勢。相比較于傳統(tǒng)有人值守站，無人值守站運行模式是通過控制中心設定好的標準程序進行遠程控制操作，可以提高設備操作的準確率和運行效率，大大降低了人為操作可能帶來的安全風險，同時也降低了運行成本，特別是人工成本。具體體現(xiàn)在無人值守站通過合理設計，減少相應的生活輔助設施，可減少前期生活輔助設施投入成本和后期運行維護費用；合理配置片區(qū)巡檢人員和專業(yè)維護保養(yǎng)人員，每年可減少10～15名人員的人工成本。

(2) 天然氣無人值守場站不足。天然氣無人值守場站的不足主要體現(xiàn)在對自動化程度的要求比較高，對設備設施的可靠性和性能要求也非常高，導致無人值守站自動化控制系統(tǒng)的成本和后期運行維護成本增加，同時對專業(yè)技術人員的技術水平、專業(yè)素養(yǎng)要求也相對較高。無人值守場站在設計、建設、自動化控制及運行維護、專業(yè)人員水平等方面一旦出現(xiàn)缺陷，就會埋下安全隱患，在運行過程中有可能會造成嚴重的生產(chǎn)安全事故。

3 天然氣無人值守場站安全運行管理要點

3.1 天然氣無人值守場站安全運行管理標準

管理標準是天然氣無人值守場站安全運行的基本條件，該標準要涵蓋日常巡檢、工藝變更、工作考核等內(nèi)容[1]。

(1) 天然氣經(jīng)營企業(yè)要結合企業(yè)管理的天然氣管線公里數(shù)、無人站數(shù)量、城市道路交通等實際情況，制定天然氣無人值守場站日常巡檢管理辦法，包括巡檢頻率、站內(nèi)巡檢路線、巡檢的關鍵點等，保證巡檢內(nèi)容做到全覆蓋和無遺漏。

(2) 天然氣經(jīng)營企業(yè)要制定工藝變更操作管理辦法，總體按照“無人值守、遠程控制、現(xiàn)場監(jiān)督”的管理理念，工藝流程變更操作可采用“作業(yè)申請-下派作業(yè)單-遠程操作-現(xiàn)場人員監(jiān)督”的運行模式。作業(yè)時，以場站自控系統(tǒng)為主，實現(xiàn)由燃氣經(jīng)營企業(yè)控制中心遠程操作；現(xiàn)場人員監(jiān)督，以應對現(xiàn)場突發(fā)緊急事件并做相應的處置。

(3) 天然氣經(jīng)營企業(yè)要落實工作考核，通過不定期抽看視頻監(jiān)控系統(tǒng)、現(xiàn)場突擊檢查來落實工作考核，反推企業(yè)管理標準的有效落實和執(zhí)行。

3.2 天然氣無人值守場站安全運行技術要點

天然氣無人值守場站應配置具有數(shù)據(jù)采集、遠程傳輸、警報等主要功能的數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集涵蓋場站內(nèi)工藝參數(shù)、氣體泄漏火災報警系統(tǒng)、視頻安防系統(tǒng)[2]。數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)通過遠程網(wǎng)絡傳輸至天然氣經(jīng)營企業(yè)調(diào)度中心，進行遠程動態(tài)監(jiān)測、監(jiān)視無人值守場站的設備運行情況和周邊外部運行環(huán)境。一旦出現(xiàn)異常情況，立即發(fā)出警報，通知站內(nèi)和調(diào)度中心人員，便于及時處置[3]。

數(shù)據(jù)采集的具體內(nèi)容如下：

(1) 工藝參數(shù)。應采集遠控閥門、壓力、溫度、液位、流量、加熱系統(tǒng)等工藝參數(shù)，各儀表設備應具有就地顯示及信息遠傳雙重功能，采用站控系統(tǒng)完成對整個站區(qū)的集中監(jiān)控、管理和自動控制，可保證站內(nèi)工藝設備能可靠、安全、穩(wěn)定地運行。

(2) 氣體泄漏火災報警。在露天工藝設備區(qū)應設置激光可燃氣體探測器，實時檢測工藝裝置區(qū)內(nèi)可燃氣體泄漏情況。工藝設備區(qū)設置火災報警系統(tǒng)，采用紅外/紫外復合探測器，儀表間設置智能感溫/感煙探測器，實時監(jiān)測站內(nèi)火情，通過遠程通信網(wǎng)絡與調(diào)度中心聯(lián)網(wǎng)。

(3) 視頻安全系統(tǒng)。場站門口設置帶識別功能的門禁系統(tǒng)和紅外線報警系統(tǒng)，可快速識別人員，對非法靠近和進入場站的人員進行自動報警或語音警告。場站圍墻設置周界報警系統(tǒng)，一旦監(jiān)控到非法進入，立即發(fā)出警報和語音警告，同時與視頻監(jiān)控系統(tǒng)形成聯(lián)動。一旦周界報警系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況，攝像機自動旋轉對準異常點，實時記錄、儲存情況。設置與110聯(lián)動的報警系統(tǒng)，實現(xiàn)實時報警，借助警方力量，抵抗非法分子。

3.3 天然氣無人值守場站安全運行可靠性保障

天然氣場站無人值守站運行模式對現(xiàn)有的控制系統(tǒng)及管理水平提出了更高的要求。因此，為實現(xiàn)高水平的無人值守，需要采取一定的可靠性保障措施來確保無人值守站的安全和平穩(wěn)運行。

(1) 儀表控制系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡及遠程診斷系統(tǒng)要具備高可靠性，能保障主要工藝系統(tǒng)自動、安全、平穩(wěn)運行。

(2) 工藝設計要有自動切換功能或有充分的設計余量，當故障發(fā)生時可自動進行事故處理，避免影響正常生產(chǎn)運行，為技術人員趕赴現(xiàn)場處理事故留有充足的時間，并對報警信息進行有效的優(yōu)化管理，防止無效報警泛濫，實現(xiàn)有效報警，保障報警系統(tǒng)的可靠、精準。

(3) 利用現(xiàn)有技術手段，實現(xiàn)高水平的無人值守。常用的技術手段有視頻巡檢、隱患識別、視頻報警聯(lián)動等。隱患一般指跑冒滴漏，即工作介質的滲漏和泄漏。跑：平時設備巡檢、設備日查時發(fā)現(xiàn)油、氣、水的壓力表指示壓力逐漸下降時，一般判斷為可能某部位有泄漏情況；冒：當氣、水管系出現(xiàn)漸變故障時多會有氣泡、水泡的現(xiàn)象；滴：多數(shù)出現(xiàn)在外露的油、水管拐彎處，不斷地有一滴滴的液體滴下來，多數(shù)是附近的管接處密封不好的故障現(xiàn)象；漏：除了指漏電外，還指油、氣、水的輕微泄漏情況。

(4) 要提高專業(yè)技術人員的技能水平，建立專業(yè)技術人員培訓標準和技術標準，提高專業(yè)技術人員的職業(yè)素養(yǎng)，打破場站專業(yè)工種分工，開展基于維護、維修、保養(yǎng)、操作、應急處置等方面的培訓，培養(yǎng)復合型專業(yè)技能人員，確保技術人員能力水平更高、更可靠。

4 天然氣無人值守場站應用效果分析

天然氣場站通過無人值守管理運行模式，不僅可以提高生產(chǎn)運行效率，降低安全隱患，而且可以降低員工的勞動強度，實現(xiàn)企業(yè)盤活用工和提高員工利用率的目的。

(1) 提升了生產(chǎn)運行效率。無人值守站通過實現(xiàn)遠程監(jiān)控、定期巡檢、應急聯(lián)動，轉變了原有生產(chǎn)運行方式。在調(diào)控中心管理模式下，工作直接由中心監(jiān)控協(xié)調(diào)，減少了中間環(huán)節(jié)，組織機構更加精簡，資源配置更加合理，調(diào)度和響應更加高效，生產(chǎn)運行效率大大提升。

(2) 降低了勞動強度。無人值守站配套安裝自動化設備，員工平均每日工作量為日巡檢工作量，對比8 h值守的場站，日工作量大幅減少，并將員工從資料填報、現(xiàn)場巡檢等日常煩瑣的工作中解放出來，有效降低了現(xiàn)場作業(yè)員工的勞動強度。

(3) 減少了安全隱患。無人值守站將頻繁人工操作改為自動控制，人為誤操作的風險得到有效控制，同時降低了員工進入危險區(qū)域的頻次，物的不安全狀態(tài)和人的不安全行為等潛在的安全隱患得到消除，有效降低了員工的安全風險。

(4) 盤活了勞動用工。通過天然氣場站無人值守運行模式，盤活了企業(yè)一線操作員工，靈活調(diào)度，適當為場站、管道的改建、擴建、維修、搶修等高風險作業(yè)增配人員力量，降低安全風險指數(shù)，同時為企業(yè)提質增效提供新的動力。

5 結語

天然氣無人值守場站通過數(shù)據(jù)實時采集、設備遠程控制、生產(chǎn)現(xiàn)場視頻監(jiān)控等代替了人工現(xiàn)場巡檢，這種生產(chǎn)運行模式對天然氣經(jīng)營企業(yè)的長遠發(fā)展利遠大于弊。要實現(xiàn)天然氣場站無人值守運行模式，首先前期需要投入大量的資金，會影響天然氣經(jīng)營企業(yè)當年經(jīng)營利潤；其次在技術水平、控制標準、設備可靠性及人員技能上需要進一步實現(xiàn)新突破；最后還要不斷優(yōu)化勞動組織結構、合理運行管理制度、提升安全管理模式、制定切合實際的生產(chǎn)操作和維護保養(yǎng)規(guī)程等。雖然我國實施天然氣場站無人值守進程發(fā)展比較晚，也存在一些問題，但從長遠來看，無人值守場站的建設實施對于天然氣場站向更安全高效、更高標準及更先進管理方式邁進將發(fā)揮越來越重要的作用。