城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿篱y井在線監(jiān)測系統(tǒng)

劉 軍，毋 焱，劉志強(qiáng)，楊 帆

(北京埃德爾公司，北京100086)

城鎮(zhèn)燃?xì)庀到y(tǒng)閥井是燃?xì)夤芫W(wǎng)中重要的附屬設(shè)施之一，閥井內(nèi)主要布設(shè)燃?xì)夤芫W(wǎng)上的各種閥門和伸縮節(jié)。閥井內(nèi)一般空間狹小、密閉性好。管網(wǎng)設(shè)施經(jīng)過長時間運(yùn)行，在潮濕環(huán)境下，閥門閥體、法蘭等部位因腐蝕、脹縮等原因可能會產(chǎn)生局部燃?xì)庑孤自斐扇細(xì)饩奂?。此外，閥門井附近燃?xì)夤艿腊l(fā)生泄漏時也會擴(kuò)散到閥門井內(nèi)產(chǎn)生聚集。當(dāng)燃?xì)夥e累到一定量達(dá)到燃?xì)獗舛确秶鷷r，遇明火或電火花就有可能發(fā)生爆炸事故，管道爆炸后都會造成嚴(yán)重的人員傷亡和財產(chǎn)損失。

目前燃?xì)夤艿佬孤z測采用的方法一般都是人工或車載巡檢方式，是一種周期性的檢測方法，適用于城市內(nèi)管網(wǎng)的泄漏檢測。隨著城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的快速發(fā)展，這種檢測方法已經(jīng)不能滿足當(dāng)前燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全運(yùn)營，尤其針對長輸?shù)母邏汗芫W(wǎng)，需要一種能夠?qū)芫W(wǎng)運(yùn)行狀況實時監(jiān)測的系統(tǒng)以保障燃?xì)夤芫W(wǎng)安全運(yùn)行，避免發(fā)生因局部泄漏造成的爆炸事故。城鎮(zhèn)燃?xì)忾y井在線監(jiān)測系統(tǒng)(valve pit on-line monitering system，VP-OMS)，是在閥井內(nèi)安裝先進(jìn)的閥井天然氣泄漏監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)全方位的監(jiān)測。VP-OMS系統(tǒng)與scada系統(tǒng)兼容，且并網(wǎng)運(yùn)行。調(diào)度中心實行24 h實時監(jiān)控閥井內(nèi)的可燃?xì)怏w濃度，從而實現(xiàn)了提升整個城市燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏的預(yù)警、預(yù)報，應(yīng)急處理的能力，保證在第一時間發(fā)現(xiàn)然氣泄漏情況，及時搶險維修，確保高、中壓燃?xì)夤艿赖陌踩\(yùn)行，避免重大事故的發(fā)生。

一、VP-OMS系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

VP-OMS系統(tǒng)架構(gòu)示意圖見圖1。

該系統(tǒng)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過高靈敏度傳感器對燃?xì)忾y井內(nèi)的燃?xì)鉂舛冗M(jìn)行實時監(jiān)測，并且可和SCADA兼容，最終監(jiān)測結(jié)果通過GPRS直接傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，對燃?xì)夤芫W(wǎng)的運(yùn)營實現(xiàn)實時在線監(jiān)測。

圖1 VP-OMS系統(tǒng)架構(gòu)

二、VP-OMS系統(tǒng)特點及其功能

VP-OMS是一種新型的自動監(jiān)測系統(tǒng)，它不僅能夠監(jiān)測高、中、低壓管道閥井的燃?xì)庑孤?，同時，也是未來智慧城市建設(shè)中的支撐系統(tǒng)之一。VPOMS主要具有如下特點。

1.系統(tǒng)特點

1)靈活的供電方式。本系統(tǒng)有3種供電方式:①可以自帶電池;②若閥井附近方便接入交流電源，可以直接使用交流市電;③還可以選用7大新型產(chǎn)業(yè)之一的太陽能源供電，保障系統(tǒng)技術(shù)的前沿性、持續(xù)性和實用性。

2)該系統(tǒng)通信協(xié)議開放，方便用戶;以便保證管道其他必要的設(shè)備信息共享以及與燃?xì)夤艿佬畔⑾到y(tǒng)兼容。

3)系統(tǒng)防護(hù)功能采用整體系統(tǒng)設(shè)計方式，具有防爆、防潮、防雷、防盜等功能，安全性能高。這點很有實用性。

2.VP-OMS系統(tǒng)功能

1)系統(tǒng)應(yīng)用激光或紅外傳感器，對城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿篱y井實行24 h實時在線監(jiān)測，實現(xiàn)管道可燃?xì)怏w濃度數(shù)據(jù)實時上傳，對滲漏現(xiàn)象及泄漏狀況進(jìn)行報警，對閥門狀態(tài)實行監(jiān)控，并對不利情況作出預(yù)警等功能。

2)監(jiān)測系統(tǒng)采用ModbusTCP協(xié)議，通過電信、移動、聯(lián)通等無線運(yùn)營商的無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和監(jiān)測;無線傳輸方式的選擇系統(tǒng)與監(jiān)測中心的實時數(shù)據(jù)通信連接，避免了有線方式連接的施工要求。

3)系統(tǒng)采用多種供電電源，包括不間斷供電方式，特別需要強(qiáng)調(diào)的是經(jīng)過實踐證明，VP-OMS能保證在7 d持續(xù)陰雨極端惡劣的條件下也能正常供電。

4)系統(tǒng)具備對各閥井的組態(tài)信息，顯示報警、查詢、圖表、實時監(jiān)測等等功能，方便管理人員監(jiān)控和分析。

三、VP-OMS系統(tǒng)安裝要求

圖2是系統(tǒng)井上部分示意圖。對VP-OMS的安裝要求主要有兩條:

1)如果選擇太陽能新型能源供電方式時，為了確實保證太陽能板采光良好，要求安裝現(xiàn)場無遮擋物。

2)為了確保VP-OMS系統(tǒng)實時監(jiān)控效果，要注意系統(tǒng)現(xiàn)場具有無線網(wǎng)絡(luò)電信信號。

圖2 系統(tǒng)井上部分示意圖

四、實際使用效果反饋

VP-OMS系統(tǒng)已經(jīng)投入實際應(yīng)用。經(jīng)過1年的實際檢驗及其不斷地完善，VP-OMS已經(jīng)通過檢驗，系統(tǒng)穩(wěn)定，性能良好，特別組要說明的是，VP-OMS經(jīng)歷了極限天氣的考驗，電力供應(yīng)充足，現(xiàn)場反應(yīng)及時準(zhǔn)確，并確實做到了及時對管道氣體濃度問題的預(yù)警，預(yù)報，保證了燃?xì)夤艿赖陌踩\(yùn)營，實現(xiàn)了原來傳統(tǒng)技術(shù)做不到的功能。

五、結(jié)束語

VP-OMS為燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全運(yùn)行提供了技術(shù)保障體系，避免了因閥井內(nèi)聚集了高濃度氣體而引起燃?xì)夤芫W(wǎng)發(fā)生爆炸，是保障城市燃?xì)庀到y(tǒng)管網(wǎng)安全運(yùn)營的衛(wèi)士，同時也是燃?xì)庀到y(tǒng)實現(xiàn)燃?xì)夤芫W(wǎng)智慧運(yùn)行化、科學(xué)化管理的又一個里程碑。