城镇燃气管道阀井在线监测系统

刘 军，毋 焱，刘志强，杨 帆

(北京埃德尔公司，北京100086)

城镇燃气系统阀井是燃气管网中重要的附属设施之一，阀井内主要布设燃气管网上的各种阀门和伸缩节。阀井内一般空间狭小、密闭性好。管网设施经过长时间运行，在潮湿环境下，阀门阀体、法兰等部位因腐蚀、胀缩等原因可能会产生局部燃气泄漏，易造成燃气聚集。此外，阀门井附近燃气管道发生泄漏时也会扩散到阀门井内产生聚集。当燃气积累到一定量达到燃气爆炸浓度范围时，遇明火或电火花就有可能发生爆炸事故，管道爆炸后都会造成严重的人员伤亡和财产损失。

目前燃气管道泄漏检测采用的方法一般都是人工或车载巡检方式，是一种周期性的检测方法，适用于城市内管网的泄漏检测。随着城市燃气管网的快速发展，这种检测方法已经不能满足当前燃气管网的安全运营，尤其针对长输的高压管网，需要一种能够对管网运行状况实时监测的系统以保障燃气管网安全运行，避免发生因局部泄漏造成的爆炸事故。城镇燃气阀井在线监测系统(valve pit on-line monitering system，VP-OMS)，是在阀井内安装先进的阀井天然气泄漏监测系统，实现全方位的监测。VP-OMS系统与scada系统兼容，且并网运行。调度中心实行24 h实时监控阀井内的可燃气体浓度，从而实现了提升整个城市燃气管网泄漏的预警、预报，应急处理的能力，保证在第一时间发现然气泄漏情况，及时抢险维修，确保高、中压燃气管道的安全运行，避免重大事故的发生。

一、VP-OMS系统架构示意图

VP-OMS系统架构示意图见图1。

该系统应用物联网技术，通过高灵敏度传感器对燃气阀井内的燃气浓度进行实时监测，并且可和SCADA兼容，最终监测结果通过GPRS直接传输到监控中心，对燃气管网的运营实现实时在线监测。

图1 VP-OMS系统架构

二、VP-OMS系统特点及其功能

VP-OMS是一种新型的自动监测系统，它不仅能够监测高、中、低压管道阀井的燃气泄漏，同时，也是未来智慧城市建设中的支撑系统之一。VPOMS主要具有如下特点。

1.系统特点

1)灵活的供电方式。本系统有3种供电方式:①可以自带电池;②若阀井附近方便接入交流电源，可以直接使用交流市电;③还可以选用7大新型产业之一的太阳能源供电，保障系统技术的前沿性、持续性和实用性。

2)该系统通信协议开放，方便用户;以便保证管道其他必要的设备信息共享以及与燃气管道信息系统兼容。

3)系统防护功能采用整体系统设计方式，具有防爆、防潮、防雷、防盗等功能，安全性能高。这点很有实用性。

2.VP-OMS系统功能

1)系统应用激光或红外传感器，对城镇燃气管道阀井实行24 h实时在线监测，实现管道可燃气体浓度数据实时上传，对渗漏现象及泄漏状况进行报警，对阀门状态实行监控，并对不利情况作出预警等功能。

2)监测系统采用ModbusTCP协议，通过电信、移动、联通等无线运营商的无线网络实现数据传输和监测;无线传输方式的选择系统与监测中心的实时数据通信连接，避免了有线方式连接的施工要求。

3)系统采用多种供电电源，包括不间断供电方式，特别需要强调的是经过实践证明，VP-OMS能保证在7 d持续阴雨极端恶劣的条件下也能正常供电。

4)系统具备对各阀井的组态信息，显示报警、查询、图表、实时监测等等功能，方便管理人员监控和分析。

三、VP-OMS系统安装要求

图2是系统井上部分示意图。对VP-OMS的安装要求主要有两条:

1)如果选择太阳能新型能源供电方式时，为了确实保证太阳能板采光良好，要求安装现场无遮挡物。

2)为了确保VP-OMS系统实时监控效果，要注意系统现场具有无线网络电信信号。

图2 系统井上部分示意图

四、实际使用效果反馈

VP-OMS系统已经投入实际应用。经过1年的实际检验及其不断地完善，VP-OMS已经通过检验，系统稳定，性能良好，特别组要说明的是，VP-OMS经历了极限天气的考验，电力供应充足，现场反应及时准确，并确实做到了及时对管道气体浓度问题的预警，预报，保证了燃气管道的安全运营，实现了原来传统技术做不到的功能。

五、结束语

VP-OMS为燃气管网的安全运行提供了技术保障体系，避免了因阀井内聚集了高浓度气体而引起燃气管网发生爆炸，是保障城市燃气系统管网安全运营的卫士，同时也是燃气系统实现燃气管网智慧运行化、科学化管理的又一个里程碑。