輸氣站區(qū)域集中監(jiān)控與運維一體化管理模式探索

滕衛(wèi)明，季壽宏，劉承松

(浙江浙能天然氣運行有限公司，浙江 杭州 310052)

輸氣站區(qū)域集中監(jiān)控與運維一體化管理模式探索

滕衛(wèi)明，季壽宏，劉承松

(浙江浙能天然氣運行有限公司，浙江 杭州 310052)

針對天然氣管網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，傳統(tǒng)運行管理模式下管理效率落后，人員緊缺等矛盾突出的問題，在提高設(shè)備自動化、信息化、智能化的基礎(chǔ)上提出“集中監(jiān)控，運維一體”的運行管理模式，以實現(xiàn)人力資源的優(yōu)化配置，縮短故障恢復(fù)時間，提高了管網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的可控度。

輸氣站 區(qū)域中心站 集中監(jiān)控 運維一體化

在天然氣長輸管道中，輸氣場站作為天然氣管網(wǎng)的重要節(jié)點，其運行管理模式的好壞直接影響管網(wǎng)運行的安全和效率。傳統(tǒng)運行管理模式以“集中調(diào)控，分散監(jiān)控，運檢分離”為主，當(dāng)管網(wǎng)發(fā)展到一定規(guī)模時，輸氣場站將不斷增加，傳統(tǒng)運行管理模式的弊端逐漸暴露出來?！胺稚⒈O(jiān)控”值班人員需求量大，導(dǎo)致人員緊缺的矛盾突出，此外“運檢分離”延長了故障響應(yīng)時間，影響了管網(wǎng)安全運行和經(jīng)濟效益[1-3],如何對現(xiàn)有傳統(tǒng)運行管理模式進行創(chuàng)新成為迫切需要解決的問題。

基于浙江省天然氣管網(wǎng)現(xiàn)狀，考慮管網(wǎng)未來發(fā)展情況，提出了“集中監(jiān)控，運維一體化”的管理模式[4-6]。該管理模式以區(qū)域中心站為管理單元進行“集中監(jiān)控”，按照“運檢維一體化”的作業(yè)方式對生產(chǎn)運行及設(shè)備維護實行統(tǒng)一集中的作業(yè)管理。創(chuàng)新后的管理模式可有效解決人力、物力資源的利用效率問題，提升了統(tǒng)一調(diào)度控制管理能力，縮短了故障響應(yīng)時間。

1 傳統(tǒng)運行管理模式弊端分析

在傳統(tǒng)運行管理模式中，輸氣場站只負(fù)責(zé)本場站及其所轄閥室生產(chǎn)監(jiān)控、設(shè)備日常巡檢、現(xiàn)場操作及應(yīng)急處置等，并與調(diào)度中心構(gòu)成調(diào)度運行組織體系。該種管理模式有以下弊端：

1) 人力資源效率低下。各輸氣場站管理的線路距離、閥室數(shù)量及用戶類型各有差異，各站之間存在工作量分布不均的現(xiàn)象。分散監(jiān)控模式下為滿足各站基本值班需求每站均配置6～7名輸氣員工，因而在工作量較小的場站中人力資源未能得到充分利用。

2) 故障響應(yīng)時間不及時。運檢分離模式下，輸氣場站內(nèi)人員僅負(fù)責(zé)設(shè)備的日常巡檢維護，檢修工作由各區(qū)域的專業(yè)檢修隊負(fù)責(zé)。隨著管網(wǎng)建設(shè)里程的增加，各輸氣站地理位置跨度相應(yīng)變大，檢修隊伍維護半徑隨之延伸，對于路途較遠(yuǎn)的輸氣場站，專業(yè)檢修隊到達(dá)現(xiàn)場所需的時間延長，事故發(fā)生后無法保證故障響應(yīng)時間，給管道平穩(wěn)運行帶來了安全隱患。

隨著管網(wǎng)的快速發(fā)展，天然氣輸氣場站數(shù)量也將不斷增加，生產(chǎn)運行部門直接管理大量的輸氣場站,導(dǎo)致管控體系不順暢。因此，傳統(tǒng)管理模式已不適應(yīng)精細(xì)化、現(xiàn)代化管理的需要。

2 集中監(jiān)控運行模式

輸氣場站區(qū)域“集中監(jiān)控”的管理模式以區(qū)域為作業(yè)單位，每個區(qū)域確定1個輸氣場站為區(qū)域中心場站，與相鄰的輸氣場站(稱為駐守站)及其所轄閥室組成1個管理單元。區(qū)域中心場站在實行區(qū)域監(jiān)控的基礎(chǔ)上，負(fù)責(zé)對所轄范圍內(nèi)各輸氣場站的過濾、計量、調(diào)壓等主要工藝流程進行監(jiān)控和遠(yuǎn)程操作，并按照“運檢維一體化”的作業(yè)方式，對生產(chǎn)運行及設(shè)備維護實行統(tǒng)一集中的作業(yè)管理[7-9]。

2.1設(shè)立原則

以方便管理、滿足應(yīng)急處置為原則，根據(jù)用戶用氣與應(yīng)急特性，按1.5h內(nèi)能到達(dá)最遠(yuǎn)的輸氣場站為限劃定作業(yè)區(qū)域，區(qū)域中心站一般管轄4～8座輸氣場站。

2.2組織機構(gòu)設(shè)置

在確保浙江省天然氣管網(wǎng)安全穩(wěn)定高效運行的前提下，充分考慮運行產(chǎn)生的經(jīng)濟效益，組織機構(gòu)由“調(diào)度中心+區(qū)域中心站”構(gòu)成。區(qū)域中心站對其所轄駐守站和閥室進行監(jiān)控，并將所有信息反饋至調(diào)度中心?；诠芫W(wǎng)安全穩(wěn)定運行的要求，結(jié)合站內(nèi)實際情況對值班人員進行了重新安置： 區(qū)域中心站設(shè)管理人員2人，巡檢、維護人員2人，24h值班7～10人；駐守站按2人配置，實行不定時工作制，確保白天至少1人在崗，夜間有人值班。

2.3職責(zé)劃分

1) 區(qū)域中心站。負(fù)責(zé)所轄駐守站和閥室的生產(chǎn)運行工況、安防系統(tǒng)、設(shè)備報警信息的監(jiān)控管理及工藝流程的遠(yuǎn)程操作，定期對設(shè)備進行切換試驗、維護保養(yǎng)等工作。此外負(fù)責(zé)所轄范圍內(nèi)電位測量、線路重點部位巡查、安全檢查、技能培訓(xùn)等日常工作。

2) 駐守站。負(fù)責(zé)本站范圍內(nèi)設(shè)備的日常巡檢及治安保衛(wèi)工作；負(fù)責(zé)管轄范圍內(nèi)設(shè)備檢修的現(xiàn)場許可、運行隔離、監(jiān)護等工作；負(fù)責(zé)管轄范圍內(nèi)輸氣異常、設(shè)備故障、線路事件等的先遣處置和預(yù)警等。

2.4業(yè)務(wù)處理流程

1) 正常操作流程。涉及操作任務(wù)，相關(guān)調(diào)度指令由調(diào)度中心直接下達(dá)到區(qū)域中心站，區(qū)域中心站值班人員直接實施遠(yuǎn)程操作。

2) 事故處理流程。運行人員發(fā)現(xiàn)異常情況，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況及時通知區(qū)域中心站值班人員，再由區(qū)域中心站值班人員向調(diào)度中心匯報。在緊急情況下，運行人員可直接向值班調(diào)度匯報，并根據(jù)調(diào)度指令采取相應(yīng)措施。事故發(fā)生后，區(qū)域中心站應(yīng)立即派人到達(dá)事故現(xiàn)場進行處置。

3) 特殊作業(yè)流程。一般的維修、檢修作業(yè)，由各駐守站運行人員負(fù)責(zé)隔離、檢測、監(jiān)護等工作，并定期向區(qū)域中心站上報作業(yè)進度；重大檢修作業(yè)，由區(qū)域中心站安排人員在現(xiàn)場配合開展各項隔離、檢測、監(jiān)護等工作。

2.5技術(shù)支撐

1) SCADA監(jiān)控系統(tǒng)?？蓪艿肋\行全過程實行動態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)控，并完成大部分生產(chǎn)流程的切換和啟停操作，此外SCADA系統(tǒng)的報警功能有助于異常情況的早期發(fā)現(xiàn)并及時處置。為確保集中監(jiān)控管理模式下SCADA系統(tǒng)的可靠性，在原有調(diào)控中心和駐守站2個控制層級基礎(chǔ)上，新增區(qū)域中心站控制層級，且各層級間相互獨立，其監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。調(diào)控中心可監(jiān)控所有輸氣場站和閥室的控制系統(tǒng)；區(qū)域中心站可監(jiān)控管轄區(qū)域內(nèi)駐守站和閥室的控制系統(tǒng)；駐守站僅監(jiān)控本站的控制系統(tǒng)[10-13]。

圖1 SCADA監(jiān)控系統(tǒng)控制層級示意

2) 安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)同樣設(shè)置為調(diào)控中心、區(qū)域中心站、駐守站三個層級。在原有基礎(chǔ)上將閥室、駐守站的安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)權(quán)限由駐守站調(diào)整至區(qū)域中心站，擴大了區(qū)域中心站的監(jiān)控范圍。

3) 通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)作為連接調(diào)度中心、區(qū)域中心站、駐守站的紐帶，其可靠性決定了集中監(jiān)控運行的可靠程度。目前各輸氣場站間主要通過光纜進行信息傳輸，在集中監(jiān)控管理模式下，駐守站再租用公網(wǎng)光纖作為備用通信鏈路，以確保通信系統(tǒng)的可靠性[14-16]。

3 風(fēng)險與效益分析

由于原單站監(jiān)控工作量較小，通過提升設(shè)備自動化水平與提高報警可靠性，不會增加區(qū)域中心站集中監(jiān)控的風(fēng)險。同時，通過保留2名駐站人員，使應(yīng)急情況下駐站人員趕赴現(xiàn)場的時間、速度與原模式基本相當(dāng)。此外，區(qū)域中心站集中管控模式下，非值班人員增加，加強了現(xiàn)場應(yīng)急處置力度，增強了應(yīng)急處置的機動性和靈活性。因此，區(qū)域中心站集中管控模式下運行風(fēng)險可控，應(yīng)急能力有所加強。

采取“區(qū)域中心站集中管控與運維一體化管控”模式，可減少人員編制約30%，相應(yīng)節(jié)約了人力成本。此外，還可減少駐守站綜合樓、生活輔助設(shè)施等固定資產(chǎn)投資，并降低了維搶修人員往返場站頻次、減小了行車距離，可有效降低生產(chǎn)運行的交通成本。

4 結(jié)束語

隨著自動化信息技術(shù)水平的不斷提升和大量應(yīng)用，輸氣場站的管理已逐步實現(xiàn)“有人職守、無人操作”的模式，并不斷地向無人化管理模式突破[17-20]，“集中監(jiān)控，運維一體化”管理模式的建立很好地適應(yīng)了管道近年來的迅猛發(fā)展。該管理模式以穩(wěn)定的SCADA系統(tǒng)為前提，以設(shè)備穩(wěn)定性、可靠性為保障，同時配合多種形式的設(shè)備維護檢修，使輸氣場站日常工作大規(guī)模減少，少量運行人員即可滿足多站操作、巡檢等工作的需要。

1) “集中監(jiān)控，運維一體化”模式充分利用了人力資源，降低了運營成本，縮短了故障響應(yīng)時間，提升了控制管理能力，最終達(dá)到了提高本質(zhì)安全的目的。

2) 隨著管網(wǎng)規(guī)模的持續(xù)發(fā)展，對安全可靠性要求不斷增加，“集中監(jiān)控，運維一體化”的管理模式必成為未來省級管網(wǎng)的發(fā)展趨勢。

3) 管理模式的變化，必然帶來新問題，集中監(jiān)控成功實施的關(guān)鍵在于自動化技術(shù)的可靠程度，運維一體化的順利開展則取決于人員的培訓(xùn)和綜合素質(zhì)的提升。

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ExploringofGasTransportationStationRegionalCentralizedMonitoringandOperationMaintenanceIntegrationManagementMode

Ten Weiming, Ji Shouhong, Liu Chengsong

(Zhejiang Energy Natural Gas Operation Co. Ltd., Hangzhou, 310052, China)

Aiming at the problem of the rapid development of natural gas pipeline network, low management efficiency with traditional management mode, personnel shortage and other contradictions, the operation and management mode of centralized monitoring, operation and maintenance integration is put forward on the basis of improving automation, informatization and intelligence of the equipment to realize the optimal allocation of human resources and fault recovery time reduction, controllability of safe and stable operation of pipeline network is improved.

gas transportation station; regional central station; centralized monitoring; operation and maintenance integration

TP277

B

1007-7324(2017)05-0047-03

稿件收到日期： 2017-07-03，修改稿收到日期2017-07-26。

滕衛(wèi)明(1972—)，男，1993年畢業(yè)于華北電力學(xué)院生產(chǎn)過程自動化專業(yè)，現(xiàn)主要從事天然氣管網(wǎng)運行管理工作，任高級工程師。