您的位置: 首页 > 企业动态 > 技术知识库

智慧燃气:智能化燃气场站建设探究

技术知识库 时间:2023-08-07 16:22:53 238 次浏览

文章来源:零碳智慧

文章标签:【智慧燃气】【设备数字化管理】【智慧化工厂】【智慧工厂】【智慧工厂数字化】【能源管理系统】【智能运维】【数据采集

新时期国家提出了能源体系要深层次结合互联网,实现能源与信息深层次融合的要求。而城镇燃气企业在信息化方面,还存在着管网定位不准确、资料不全、不能满足智慧运营需求的数字采集等问题,在设计和工程方面,还存在依赖人工、管理信息化手段不足等问题。而场站作为连接用户与消费者的“第一道关卡”,如果能够实现可视化状态下的沟通、讨论及决策,必将提高场站的安全与运行效率。因此,开展智能化燃气场站建设的研究对保障场站安全、减少输气差及安全运行都有着十分重要的意义。

一、研究背景

1.安全意义

2020年9月,我国政府提出将提高自主贡献力量,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争在2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。这就意味着我国的发展将进入新时代,尤其是能源的发展将进入一个新时期,能源结构逐渐转型,由原来以煤炭石油为主的能源结构转换为清洁环保的水电、核能、天然气等新型能源,推动能源绿色生产和消费。我国的天然气产业通过变革,消费体系基本形成,市场趋向多元,供给能力大幅提高。虽然2020年受到新冠疫情的冲击,天然气市场仍保持增长态势,支撑了我国经济社会持续健康发展,为实现碳中和的目标奠定了基础。

中国天然气分为国内气和国外气,国内气的主产区有新疆、四川、内蒙古、陕西;国外来的气分为管道气和液化天然气。2020年我国天然气供应量3200亿立方米,国内自产量约1800亿立方米,国外进口量约达1400亿立方米。我国天然气的主要消费区分布在东南沿海地区,国家实施的“西气东输”战略,用长输管道输气,而供气场站就是城市燃气企业和用户之间防护门,作为输配系统中的关键点,管道运输必须通过的关卡,具有保障输气安全运行及安全的功能。一方面,天然气具有较空气轻,无色、无味、易燃易爆的特性,如果场站发生泄漏,容易发生爆炸事故;另一方面由于智能化水平低,人员操作失误或设备原因导致泄漏,也会发生爆炸事故。因此,加快推进燃气场站的信息技术的应用,提高燃气场站的智能化水平,关系到民生,是城市燃气企业安全运营的关键。

2.新时代新要求

国家提出了智慧社会、智慧能源、能源领域智慧化发展、推进能源智能化体系建设、推动能源技术同其他领域高新技术紧密结合、提高城市燃气化率等,这对能源行业提出了高要求,大多数城镇燃气场站在信息化方面,存在管网定位不准确、资料不全、不能满足智慧运营需求的数字采集等问题;而在设计和工程方面,同样存在依赖人工,方式传统,管理信息化手段不足等问题。燃气企业在自身安全管理方面,希望实现风险预警和快速的应急响应,因此,迫切需要高效的数据采集方式和管理手段。

5G、大数据和云平台等正在燃气行业大力推广应用,而场站作为连接用户与消费者的“第一道关卡”,实现在可视化状态下进行沟通、讨论、决策,必将提高场站的安全与运行效率。因此,智慧场站的研究对保障场站安全、减少输气差错及安全运行有着重要的意义。

3.可行性

建设智慧燃气,有利于提高城市燃气企业生产运营管理水平,能够有效为政府公共安全、环保达标、市政建设提供强有力的支持,为燃气行业的发展提供方向。新技术的发展提供基础支撑。5G、大数据、云平台及北斗卫星导航系统等技术为智慧燃气建设奠定了基础。

智慧场站建设兼具社会效益和经济效益,基于车、人、场等要素的标准化,借助物联网技术,实现要素的数字化,对全环节要素状态全面感知。并辅以自动化、大数据、运筹算法与人工智能技术等,实现对要素调度的集约化,优化运行效益,提高生产运作效率,保障城市燃气企业的经济效益和社会效益。

二、燃气场站现状

燃气场站因建设位置和目的不同,功能也不同,可分为城市门站、输气站、储配站、调压站、汽车加气站等多种形式。如门站是城市企业燃气输配系统的气源点,也是天然气进入城市燃气管网的配气站,主要功能为接收长输管线运送来的燃气,通过过滤、调压、计量、加臭、分配后,把燃气送入城市管网系统或送入大工业生产用户。

国家提出全面发展智慧能源的战略部署,各大燃气公司开始尝试建设智慧燃气,解决当前城市燃气企业在经营管理中存在的痛点问题。虽然城市燃气公司大力推动智慧燃气方面的建设,但也存在许多问题,如标准多样,智能化进程慢及水平差异大,燃气场站的智能感知设备投入较少,无法衔接用户数据等。北京燃气率先提出“智能燃气网”,通过信息技术与燃气业务相结合,构建智慧燃气框架体系;深圳燃气致力于燃气智能化建设,形成了强有力的信息化系统;中国燃气控股有限公司已成立科技公司推进燃气智能化建设,构建从气源到用户的智能服务体系。

如下表1中所示,国内城镇燃气企业在智能化建设方面尚处于发展阶段,而国外发达国家已进入成熟阶段,在发展趋势方面国外已进行互联网和燃气深度融合,而国内处于改造阶段,在智能设备方面已体现信息化,国内尚处于起步阶段。

国家已制定了推进建设智能化场站相关制度,各城市燃气公司也逐步建立科技信息化系统。高效、智慧化的管理手段已成为燃气企业安全稳定供气的必然发展方向,扩大利用先进的科学技术手段、信息化改造燃气设备设施、智能化管理机制已经成为城市燃气输配管理应用的重要发展趋势。

欧洲发达国家形成了智能燃气系统整体框架,管网的智能化水平进入成熟阶段,建立了安全环保、高效智慧的管网系统,重视用户体验,加大科技投入,侧重于智能燃气信息化建设和软件开发等。

三、问 题

当前在信息技术和安全环保政策的推动下,燃气场站急需自动化、智能化,特别是在气源调度、应急指挥、综合管理平台及无人值守等方面没体现出智能化,还是以传统的手工操作为主,具体有以下几方面。

1.尚未建立场站智能化的标准体系

各燃气公司相继投入燃气智能化建设,但缺乏标准化指标,特别是燃气场站的标准体系更无参考数据,导致场站智能化水平参差不齐,标准繁杂,平均水平提升慢等问题。

2.现有场站的智能化程度不高

传统场站SCADA系统,主要侧重于静态数据,如站点运行状况的数据,包括压力、温度、流量等,不能形成有效信息进入模型为决策提供服务,大部分工作还需要手工操作。

3.数据不能充分利用、信息不能共享

各燃气公司大都建有SCADA系统、GIS系统、客户服务系统及收费系统等,但各系统由于建设时针对的是具体问题,没有“一张网”或“一个平台”的意识,造成数据无法对接,没有数据的支撑,无法实现智能控制,无法为决策者提供数据支撑。缺少大集团意识,各个燃气公司建设自身的平台,集团缺少整体数据,数据的处理只局限于各成员公司,甚至是部门,不能有效共享,信息闭塞现象严重,虽有大量数据,各系统之间却无法进行融合,容易造成决策失误,导致成本增加,资源浪费。

4.应急处理效率低

一方面,燃气由于其自身的特性及环境的影响,易发生突发事件,现有的应急体系是值班人员逐级上报,流程长、效率低,易错失最佳处理时间;另一方面,需要人工实施监控场站运行情况,发生故障后,现场人员控制手段有限,信息化支撑不足,易造成应急处理效率低。

四、建议

建设智能燃气场站,首先,要调研现有场站,摸清掌握现有场站智能化数据。在现有设施基础上,对现有燃气场站进行技术升级设备、设施改造,整合各类基础及动态数据,梳理规范化的统一流程以及投入各类智能化设备、系统的使用,为实现真正的智慧燃气管网奠定良好基础;其次,要求整个系统性能具有开放性、标准化、可扩展、性价比高,以此确保建成为技术先进、使用可靠、经济合理的智慧场站。

1.构建完善的、标准化的数据采集设备体系,确保实现数字化

形成“一个平台”,让平台管理各类数据采集设备,如在阀式智能调压设备方面,可采用上海飞奥的GV系列、荷兰公司的RZD系列。这些设备如遇到断电时,也会继续工作,按当前工作状态进行。

2.在智能化改造基础上加强数据分析、应用和挖掘

一方面,对调压箱、闸井、阴极桩等重要设备设施进行智能化改造,包括数据仓库、搜索引擎、物联通讯、云计算、监控设备等。深入进行数据分析、挖掘,利用积累的相关数据,挖掘其蕴含的内在逻辑,找出规律,为决策提供支持。另一方面,也需要在核心信息模块,如管网仿真系统,大都采用国外公司的技术,应借助国内信息技术发展契机,开发数据处理软件,形成自主产权。

3.统一平台,实现智能化

实现在一个平台对所有信息进行管理,增加各类运算方法、专家分析模块,对各类数据、生产经验情况,包括设备管理、风险分析、计划调度、生产运行、输配作业、应急管理、仿真计算等,为决策者提供智能优化的工作方案,提高处理突发事件的效率。

4.加强标准化建设

工艺流程标准化。完善功能配置,应用BIM数字模型,环保方面占地少,噪音小等;场站配套设施标准化。场站设备选型标准化,智能化产品能提升燃气系统的调控水平、应急能力、运行的效率以及可靠性,主要包括智能巡检设备、防入侵设施及泄漏检测等;全景监控标准等。

 

计通智能基于物联网、大数据、云计算等技术,形成了1+2+N产品体系,为各类城市燃气场站、工厂提供专业,高效,优质的智能监控数字化解决方案。


先后为岳阳华润燃气、中山华润燃气、亿纬锂能、华润兰溪五丰冷食有限公司等用户打造了符合实际业务需求的数字化监控管理系统。满足设备设施管理全场景需求,实现科学化管理等等,助力用户的工厂、燃气站实现智能化、数字化的转型升级。


【计通智能】深圳市计通智能技术有限公司(“计通智能”)创立于1998年,属国家高新技术企业、专精特新企业,是国内领先的智能监控数字化解决方案提供商。公司以“客户安、员工安、企业安”的计通三安文化®为基石,始终秉承“智能监控 计通好用”的理念,致力为全球数智化建设提供优质的产品和服务。
公司充分融合物联网、大数据、云计算、人工智能、数字孪生等新技术,打造出一系列具有行业特色的智能监控数字化解决方案,广泛应用于民航机场、金融系统、轨道交通、电力系统、工业互联网、数据中心与其它行业。
计通智能致力于为不同行业客户提供项目规划、设计、实施、售后及运维,并支持硬件选/配型、软件定制开发等全方位服务。

CopyRight © 深圳市计通智能技术有限公司    粤ICP备12076062号    技术支持:壹起航