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地下管线是城市运转的“生命线”,天然气、自来水等均通过地下管线输送至千家万户。各种管线在地下纵横交错,复杂程度堪比“迷宫”。
燃气管道输送的是易燃易爆的天然气,以往的燃气安全事故大部分由第三方施工造成燃气管道损坏所致。长达数千公里、蜿蜒于地下的燃气管道究竟埋在哪些区域?管道是否存在安全隐患?如何实现城市燃气管网立体化、直观化与数字化,让看不见的管网一目了然?
■■应对安全挑战刻不容缓
截至2021年,全国燃气管网长度105.489万公里,其中天然气管网长度达103.680万公里。近年来,随着城市燃气快速发展,燃气管道长度和用气量逐年增长,伴随而来的燃气安全形势愈发严峻。中国城市燃气协会披露的数据显示,2021年全年共发生燃气事故1140起(不含港澳台),其中管网事故339起,占比近30%。
佛然能源业务总监兼佛燃科技副总经理冯少广认为,国内早期投运的低压管网运行年限很多已超过20年,钢管老旧腐蚀严重,已接近或达到寿命终点,导致管网系统腐蚀穿孔事故频发。
“随着城市建设步伐加快,城市道路、轨道交通及旧城改造等市政施工愈加频繁,加之通信电缆、电力、自来水、电网等改造工程,给燃气管线安全运行带来较大挑战。尤其是,因管道位置不明或施工不规范,相当一部分燃气事故起因就是第三方施工造成燃气管道损坏、挖断。”冯少广表示。
“我国每年因地下管线事故造成的直接经济损失高达数十亿元,造成巨大的资源浪费。”业内专家指出,城市燃气管网管理线长面广量大,涉及监管部门多达十几个,综合协调工作繁琐,存在权责错位、职责交叉、监管空白等问题,管道泄漏已成为城市公共安全亟待解决的课题。
■■管理难度高投入大
国务院办公厅今年6月印发的《城市燃气管道等老化更新改造实施方案(2022-2025年)》提出,彻底消除安全隐患,今年抓紧启动实施一批城市燃气管道老化更新改造项目。2025年底前,基本完成城市燃气管道老化更新改造任务。
哪些燃气管道需要更新改造?小修小补还是全部换新?这有必要在摸清“家底”的基础上分步骤进行。据记者了解,从上游气田开采的天然气净化后经国家主干管网输送,进入城市门站交接给下游城市燃气企业,最后像毛细血管一样输送至终端用户,过程环节众多,管理难度颇高。
“数据收集一直是困扰行业的一大难题。”冯少广坦言,国内部分燃气公司早期投建的老旧管道本身智慧化水平不高,近年投建的管道施工过程中存在赶工期、控制成本等情况,管网数据不全,甚至连管道位置信息都不太掌握。
佛燃科技内检测业务总监赵晓明介绍,此前管网管理模式是哪里泄漏去哪里抢修,现在已转变管理思路,通过定期检测,将隐患消除在萌芽状态,并建立起数据收集、检测分析、现场修复一整套管道完整性管理流程。
“管道也要定期体检。”冯少广介绍,管道本体检测主要有外检和内检两大类技术,外检就像拍X光,即人在地面上,通过技术手段了解地下管道情况;内检就像肠胃镜检测,将检测装置放到管道内部运行,检测管道内部及本体特征。我国油气管道,包括长输管道、集输管道以及城市燃气管网,综合内检测领域还未完全解决“卡脖子”难题,先进技术多依赖国外厂商。近年来,以国家管网、中国特检院、沈阳工业大学、佛燃能源等为代表的科研院所和企业正致力于国产化技术替代,同时着眼各种特殊应用场景开展专用检测装备研发。
■■做好安全“检测员”
在冯少广看来,燃气管道安全事故在一定程度上是可以预防的。“在建设初期,建设方严把质量关,严格按照国家法规以及技术要求施工,从源头上减少隐患因素。投产运行后,建立健全的管网定检与巡检体系,把安全隐患扼杀在萌芽状态。要建立应急预案,出现突发情况立即处理避免事故发生。其中,数智化建设是工作的重中之重。”
近年来,佛燃能源在数智化浪潮下,在已有的管道阴极保护智能采集与远传系统、燃气管网地理信息系统(GIS)、燃气管网监测系统(SCADA)的基础之上,开发了基于检测的信息管理系统(LIMS),进而实现所有检测数据的有效管理与充分利用,还将建立全面的管网大数据平台,囊括管道建设到运营期完整的施工及运营资料、历次管道内外检测数据,实时监控用气量、送气峰值调度,构建城市燃气管网的完整性管理体系。
作为燃气管网安全的重要“检测员”,佛燃能源在管道综合内检测方面已实现多类型检测器设计与加工、管道现场内检测作业、检测数据分析与完整性管理等全流程管控。比如,研发了短距离牵拉式和长距离自动力式管道高精度测绘内检测器,能准确定位埋地管道位置并提供管道内部图像、变形数据,相当于给管道做了一张可视化的“身份证”,大大减少了第三方施工损坏管道的概率。
在管道外检测方面,佛燃能源掌握了大埋深管道探测技术、过河管道综合检测与评价技术、复杂环境下外防腐层精确判别技术等“绝技”。佛燃能源外检测业务经理曹光贵介绍,团队完成过10条穿越珠江管道综合检测,完成过20多条穿越西江等支流河道的管道检测任务。这些穿越河流部位的管道埋深较大,河面水流急湍,通行船舶较多,要准确测出管道位置与埋深信息,技术人员必须抓住设备数值变动的瞬间,才能得到较为精确的结果。
“城市燃气管道错综复杂,针对不同环节,要采用不同技术对管道进行多维度检测,全方位提高管网安全水平。”曹光贵介绍,早在20年前,佛燃能源就组建了自己的管道外检测与物探团队,并自主研发专用检测设备与检测技术,培养了一批专注于检测工作的专业人才,确保燃气管网长久安全运行。
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