燃气管网智能应急预案智能化管理策略

王冠群

北京市燃气集团有限责任公司第四分公司 北京 100176

1 燃气突发事件出现的原因

1.1 直接原因

通常情况下，直接导致突发事件出现的原因为重型工具击打管道，这类重型工具质量大，常超过吨位级，其击打管道时由于力度难以控制，因此常导致事故的发生。若敲打力度过大，管道极有可能因此出现裂缝，进而出现泄漏，甚至引发爆炸。

1.2 间接原因

在建设燃气管道前，施工单位与燃气供应单位之间没有好好沟通，也未与当地有关部门进行协商和交流，未明确施工管道的整体布局，燃气管道与其他管道间安全距离不足。出现雨污水管道对燃气管道形成腐蚀，电力设施对燃气管道易形成电击穿等，间接造成漏气。

1.3 机械或其他外部影响

由于城市化进程的影响，很多地方都在大搞基础设施建设，破土动工随处可见，挖掘者的不正确操作或缺乏与燃气部门的沟通，常常导致燃气管道被挖断，燃气设施被破坏。这种外部的影响往往使燃气设施遭到严重的破坏，燃气泄漏量很大，抢修困难，影响范围也比较大。挖断管道的事故还会影响下游用户的正常用气，特别是对工业用户，可能造成很大的经济损失。

1.4 地下移动、地质沉降引起管道破损

自然力量即自然灾害也会使燃气管道发生断裂，引起事故。我国是地质灾害与地震等自然灾害多发国，城市建设、矿山开采等又会诱发地质灾害。在过去，我国燃气管线及设施都是局部的、区域性的，受到自然灾害的影响不明显。随着天然气管网的迅速扩大，已经初步形成了全国性的燃气管网系统，自然环境的影响必须引起重视。

1.5 管道及燃气设施的缺陷

在管道设施建设中，不合格的产品、设施及施工都可能留下安全隐患；管道腐蚀、燃气设施设计缺陷、燃气用具缺乏熄火保护装置等，都是引发事故的原因。应该通过审查、验收、检测等手段，消除缺陷，防止事故发生。

2 城镇燃气管道智能应急预案智能化模型设计

某燃气供应企业于2010 年5 月成立，该企业燃气管辖范围广，包含该城市的六个大城区，管理面积超过1000km2，肩负着重大社会责任。该公司的燃气管网复杂且庞大，建设速度快，因此面临的风险也更大。从此不难看出，只有好的管道管理，才能降低事故的发生概率，确保居民安全使用燃气。

2.1 管网完整性管理

站在宏观角度看，相关管道设备从生产出厂开始，到投入使用，再到最后资产处置，为一个设备的使用生命周期，该周期可以细化为五个循环部分：前期建设阶段，建设验收阶段，综合运行阶段，预防管理阶段，应急处理阶段与资产处置阶段。管网的完整性管理就是要对整个管线的使用生命周期进行管理。工作大致有六个重点要素：图档管理、设备管理、运行管理、预防管理、应急管理和物资调配（如图1 所示）。该煤气企业使用智能化设备，建立了完整且科学的管理机制，可以对管道生命周期中的数据进行自动上传、分析与处理。现阶段，该公司现在正在提升预防管理的水平，以确保整个生命周期的稳定发展。

2.2 应急预案建模

各城市在着手构建智能化模型前，要结合现有应急预案来进行准备，参照现有的沿线阀室进行分段，制定出合理的阀间应急预案框架结构。在框架大致搭建完成后，要补充进一些数据信息，经过技术处理之后，可以自动生成对突发事件的应对方案，要注意后期不要随意修改应急预案模型。该应急预案模型主要涵盖下述六方面内容：

（1）按照各种燃气突发事故制定燃气管道管理范围。

（2）突发事件会影响的区域和调压站点。

（3）管道的材质、建设材料、管道厚度和长度等信息。

（4）具体的应急办法和事故处理流程及手段，包括事故发生时与警方的合作，相关事故区域的负责人，突发情况出现时会影响哪个区域的供气用气，以及其他事故相关信息与应急处理办法。

（5）抢修的具体措施，例如氮气置换，要写出抢修顺序和抢修预计时间，做好全方位的准备。

（6）将各个责任单位标注清楚，明确记录各单位的联系方式，确保如果事故发生能第一时间联系到有关单位。

2.3 模型配置

城市燃气管道突发事故应急处理系统需要在框架之中一步一步搭建，首先，可以先拆分应急事故，将其模块化，然后将有关的数据和信息录入到事故相关数据库当中，后期需要调阅应急预案时，可以采用关键词搜索的办法，在庞大的数据库中检索出相关应急预案，可以根据实际情况，选择一个最合适的处理方案，或者将多个方案依照需要重新组合出新的方案，导出后使用。

2.4 应急分析

若两个阀室之间出现管道突发事故，可以借助已建立好的应急预案模型来快速查询事故地点，事故地点管道信息等。检索的速度非常快，在检索的同时，应急管理模型快速分析事故有关信息，从多个角度开始分析应急方案，包括被影响调压站、管道分布、阀室的位置、现在状态等信息。智能燃气管道突发事故处理系统可以自动分析事故情况，告知相关人员该事故影响的管段、阀门及其位置，将距离事故地点最近的救援队的联系方式展示给工作人员，并实时监测管道内燃气的情况和漏气的情况，综合整个管网的信息，分析得出该段区域管道故障后将影响哪个部位管道的正常运行，最后，依照事故管道的供气方向和调压站位置来分析哪些调压站会受到事故影响，及时做出反应，避免事故影响进一步扩大。

2.5 应急处置

应急事故处置系统可以在事故发生的第一时间匹配出合适的应急方案，对事故原因等进行分析，自动生成最优的应急处置方案。若该事故较为特殊，并无其他事故可以作为参考，无法匹配应急预案的情况出现，系统也会在数据库中检索相似度高的一些事故应急预案和案例，帮助相关人员制定预案，处理事故，相当于提供参考，尽最大可能确保事故处置的科学性和安全性。

2.6 移动应用

借助互联网技术，可以将燃气管道突发事故应急管控系统与移动设备相结合，例如手机、iPad 等。这样事故相关处理人员可以随时随地查看事故情况，包括管道参数、事故地点附近地理情况等等，还可以录制和拍摄事故相关影像资料，实现事故现场情况的实时监控与数据的实时上传，可以供多个单位和设备主体查询，警方就可以根据实时上传的事故信息来处理事故，包括进行人群疏散，区域警戒等工作。

2.7 智能调压撬和快速水平封堵器的应用

（1）智能调压撬：对漏气中压管网进行快速降压，在控制截门两端放散、加装智能调压撬，快速将0.1MPa 的中压管道压力降至0.02MPa。同时，保障下游调压站箱过气，不影响下游用户，达到减少、降低社会影响的目的。

（2）快速水平封堵器：在漏气量较大的应急事件中，关断截门后，快速封堵、做临时跨接，达到不影响用户的目的。在漏气管端，进行不带气换管、修复漏点，提升应急抢修安全性。可将智能调压撬与快速水平封堵器相结合，在不具备跨接条件的情况下，进行快速处置。

3 设备检修类现存问题及优化

3.1 设备检修类现存问题及经济效能分析

（1）调压站过滤器清洁效率不高。设备使用一段时间后，需要对其清理，尤其是过滤器部分，过滤器是调压站中检修最多的设备。现阶段，清洁过滤器一般采用物理方式，利用敲击所带来的震动清洁过滤器，但这种手段的清洁效果不好，且清洁速度较慢，也不好回收清洁出来的粉尘与异物，容易对管道造成污染。因此，需要多次清洁或者经常更换过滤芯，材料消耗较大，成本支出较多。

（2）调节阀门之间的压力较为繁琐复杂，闸门可以保护管道，避免因压力过大造成管体破损或者爆裂，现阶段，燃气管道的压力调节一般依照设备参数，由高向低调节，整个调节过程耗时较长，需要格外的小心谨慎，反复核对压力是否合适，且调节时该段管道需要停止供气，这样会影响附近居民的燃气使用，影响经济效能的创造。

（3）检修单路调压箱时需要停止供气，一般双路调压箱出现问题的时候不需要停止供气，但单路调压箱一旦出现问题就需要暂停供气。如果检查出问题，就要对设备进行维修，需要耗费的时间更多。

3.2 检修类问题优化及改进措施

（1）高效地清洁过滤器。在完善过滤器清洗装置的过程中，将高压喷枪合理的运用到装置中，在使用的过程中高压喷枪可以利用高压气体对过滤器进行全面、深入的清理，预估可以将清理效率提升30%，大大延长了设备的使用寿命。在延长了使用寿命后，就可以大量地节约购买零件的费用，因为高压喷枪的使用非常简单和高效，也可以大量地节约人力物力。在进行清理的过程中要记得及时回收废物，避免对周围环境造成不同程度的污染。

（2）提高单路调压箱的检修效率。在对单路调压箱进行检修的过程中需要由其他的调压箱对其进行补气。而在补气的过程中因为各种无法避免的客观因素，导致补充的气体无法保证可以正常使用。因此，需要根据使用过程中发现的种种问题来制作专门的单路调压箱补气装置。此装置的制作具有投资小、成本低、精度高等特点，在使用过程中不会产生补气压不准的情况，从根本上解决了单路调压箱检修过程中遇到的补气的相关问题。

4 结语

应急抢险系统智能化方案应明确度数据中心的数据类型及互动方式的要求，应急抢险的目标及实现目标的关键问题，系统的核心作业由监测预警，应急响应与应急恢复系统共同协同作业。所以相关部门需要做到防患于未然，采用合理的、严谨的管理方针，成立所有可能发生的应急事件预案处理部门，及时发现并处理燃气管道内产生的安全隐患，做到早发现、早处理、早结束，大幅度提高城市对燃气事件的处理水平，利用好燃气便捷人们的生产生活，减少能源方面的支出，不仅可以节约能源，还能创造更大的经济效益与社会效益，广泛使用燃气将成为未来社会的能源趋势。