隨著城市化進程和科學技術(shù)的進步，我國的城市燃氣服務(wù)能力日益增長，技術(shù)革新帶來的新設(shè)備、新技術(shù)和新理念應(yīng)用，成為社會經(jīng)濟發(fā)展和人們生活質(zhì)量提升的重要標志。城市燃氣管道系統(tǒng)的完善和改造成為城市化的必然結(jié)果，舊的管道系統(tǒng)須逐步升級為智能化燃氣管網(wǎng)。文章結(jié)合智能化技術(shù)在燃氣管網(wǎng)中的應(yīng)用特點、改造模式及升級需求進行深入分析，為相關(guān)工作提供建議和參考。

隨著城市化發(fā)展的推進，社會公共服務(wù)壓力劇增，城市燃氣管網(wǎng)負荷增大，線路老化嚴重，甚至出現(xiàn)部分管網(wǎng)超期服務(wù)、管理混亂等現(xiàn)象，已經(jīng)難以滿足城市發(fā)展和居民生活質(zhì)量升級的需要，城市燃氣管網(wǎng)的智能化升級已經(jīng)迫在眉睫，必須將優(yōu)質(zhì)材料、信息化技術(shù)、管理模式等進行有機整合，實現(xiàn)智能化管網(wǎng)搭建和管理，提升燃氣管網(wǎng)的運行效率和安全系數(shù)。

1 城市燃氣管網(wǎng)的技術(shù)和運行現(xiàn)狀

經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，我國城市燃氣管網(wǎng)十分龐雜，環(huán)境風險居高不下，由于早期的設(shè)備、施工、技術(shù)和管理水平有限，大量設(shè)施出現(xiàn)老化、破損等問題，且由于管理不善，大量工程資料缺失，人員變動大，燃氣管網(wǎng)周邊覆蓋物和建筑物增多，為管網(wǎng)的智能化改造帶來了重重困難。為避免大型泄漏、爆炸等事故的發(fā)生，必須防微杜漸，從根本上解決管道質(zhì)量問題。

目前，城市的燃氣管網(wǎng)還在不斷擴張，新建管網(wǎng)在信息化技術(shù)、設(shè)備和技術(shù)應(yīng)用方面，與老舊管網(wǎng)系統(tǒng)難以兼容，且不同運營企業(yè)之間存在技術(shù)和管理壁壘，為管網(wǎng)的智能化改造帶來了新難題。同時，城市車輛、人口、道路和地下施工的增多，為燃氣管網(wǎng)的運維管理安全性提出了更高的要求。因此，要優(yōu)化燃氣管網(wǎng)的設(shè)計、施工和管理理念，解決老舊管網(wǎng)在服務(wù)能力、安全性和布局科學性等方面的不足，實現(xiàn)管網(wǎng)的智能化管理和新技術(shù)新材料的廣泛運用，提升管網(wǎng)的安全性和效率水平。

2 城市燃氣管網(wǎng)智能化改造的意義

基于城市燃氣管網(wǎng)存在的諸多安全和管理問題，利用現(xiàn)代化信息技術(shù)來實現(xiàn)智能化改造，具有十分重要的意義，主要表現(xiàn)在四個方面。一是利用智能化管理系統(tǒng)，能夠提升城市燃氣管網(wǎng)的安全性，集大程度上避免風險出現(xiàn)，及時解決安全隱患，并通過智能化的風險監(jiān)控，提前進行預(yù)警，做好風險預(yù)案。二是實現(xiàn)精確計量，解決傳統(tǒng)管網(wǎng)燃氣的計費問題，提高遠程監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，減少人力的浪費，節(jié)約管理成本和人力成本，避免因人工過度介入而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)偏差。三是智能化系統(tǒng)有利于實現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析，通過收集和整理城市燃氣使用的數(shù)據(jù)，有利于調(diào)控管網(wǎng)輸送，發(fā)現(xiàn)容易出現(xiàn)隱患的區(qū)域和管道位置，為檢修、施工提供指導(dǎo)，降低風險和管理成本。四是智能化管網(wǎng)改造有利于提高燃氣企業(yè)的服務(wù)能力和利潤，降低運維成本，提高燃氣利用率，提供更優(yōu)質(zhì)和安全的服務(wù)，提高用戶滿意度和經(jīng)濟效益。

3 城市燃氣管網(wǎng)智能化改造的策略

3.1 輸氣管線的智能化升級

《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》明確規(guī)定了燃氣管網(wǎng)的技術(shù)標準和質(zhì)量要求，需要保證管線的使用時間不低于30年，并在運營管理過程中更新超過使用壽命以及發(fā)生故障的管線，并避免輸氣管線與交通干道、城市高風險設(shè)施的布局相重合，避免管線布局影響社會經(jīng)濟發(fā)展，并確保管網(wǎng)的布局安全。

管線在智能化改造中，要選擇符合國家質(zhì)量標準和城市需求的管材，并結(jié)合管材的直徑、流量速度、壓力等，綜合測算輸氣過程中的阻力、能耗和流量速度等，選擇最優(yōu)的管材和鋪設(shè)線路，確保管網(wǎng)覆蓋轄區(qū)用戶的燃氣使用都得到滿足。

3.2 燃氣管網(wǎng)閘井的智能化改造

閘井的布局十分廣泛，目的是保護管網(wǎng)閥門而設(shè)計的低下狹小空間，滿足燃氣管網(wǎng)技術(shù)人員設(shè)備維修和管理的要求。管網(wǎng)鋪設(shè)后，隨著時間的推移，閘井往往會受到不同程度的損壞，比如井蓋破損或缺失、密封處不嚴密，導(dǎo)致閘井所處環(huán)境比較復(fù)雜，甚至影響內(nèi)部閥門等設(shè)施的安全性，維修難度較大。有的閘井有可能在城市綠化或建設(shè)中被掩埋，導(dǎo)致燃氣管網(wǎng)的日常檢修和安全檢查受到影響。

閘井的日常管理應(yīng)積極運用智能化手段，以大數(shù)據(jù)、無線網(wǎng)絡(luò)等方式進行智能化改造。一是安裝閘井井蓋監(jiān)控設(shè)備，提醒管理人員及時處理或維修，可以起到良好的警示作用，引導(dǎo)公眾保護公共設(shè)施。二是安裝燃氣濃度檢測裝置，檢測管道是否漏氣，避免井下空間內(nèi)聚集大量燃氣。天然氣一旦泄漏，燃氣濃度檢測裝置會自動報警，確保輸送管網(wǎng)和周邊居民的安全。三是閘井的電子化標識，包含閘井位置、規(guī)格、型號、運行狀態(tài)等信息，檢修人員掃描識別碼可以讀取相關(guān)信息，通過遠程定位方便檢修人員尋找閘井位置，及時解決風險或故障。

3.3 智能調(diào)壓器的應(yīng)用

智能調(diào)壓器是調(diào)壓站中的重要設(shè)備之一，主要包括安全閥、燃氣閥、智能調(diào)壓器等。傳統(tǒng)的調(diào)壓器智能化水平低，很大程度上需要人工操作，敏感度較弱。改造成為智能調(diào)壓器后，可以自動感知燃氣管網(wǎng)中的氣壓變化，根據(jù)壓力情況及時調(diào)整燃氣輸送，并將相關(guān)數(shù)據(jù)備份在中心系統(tǒng)。智能調(diào)壓器借助信息化監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)字化控制等先機技術(shù)，能夠通過信息系統(tǒng)的預(yù)設(shè)自動調(diào)節(jié)燃氣管網(wǎng)中的壓力，并在無人監(jiān)管的情況下自動運行，實現(xiàn)安全預(yù)警、信息輸送、遠程維護、雙向通訊、智能切斷等功能。

智能調(diào)壓器的工作原理和模式主要有三種：一是當管網(wǎng)內(nèi)部壓力十分穩(wěn)定時，調(diào)壓器正常運行，管網(wǎng)不存在運行風險;二是當管網(wǎng)下游燃氣壓力增大時，智能調(diào)壓器會監(jiān)測出口的壓力數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)安全范圍之內(nèi)保持正常運行;三是當管網(wǎng)內(nèi)的燃氣壓力數(shù)值低于安全系數(shù)時，調(diào)壓器會進入低壓運行模式，確保燃氣管網(wǎng)內(nèi)的壓力值處于安全狀態(tài)，即確保管網(wǎng)壓力為正壓，能夠穩(wěn)定燃氣的正常輸出，避免因壓力失衡導(dǎo)致混合氣的出現(xiàn)，防范燃氣使用風險。

3.4 升級智能化管理平臺

智能化管網(wǎng)的升級，不僅是施工、設(shè)備、材料和技術(shù)的升級，更重要的是管理方式和管理系統(tǒng)的升級，只有在智能化管理平臺上，才能實現(xiàn)智能化燃氣管網(wǎng)的高效率、高質(zhì)量運行。

在智能化系統(tǒng)中，根據(jù)實際需要在管網(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點安裝監(jiān)控設(shè)備、傳感器等，可以實現(xiàn)管網(wǎng)的24小時實時監(jiān)控，包括燃氣泄露、管網(wǎng)壓力、運行數(shù)據(jù)等，并實現(xiàn)大數(shù)據(jù)的統(tǒng)一收集和管理。智能化管理平臺通過三維監(jiān)控系統(tǒng)的管理，可以遠程實時監(jiān)控部分設(shè)備的運行狀況，運維人員通過監(jiān)控觀察設(shè)備運行狀況、燃氣濃度數(shù)據(jù)等，可以及時發(fā)現(xiàn)運行故障，實現(xiàn)更高質(zhì)量的管網(wǎng)管理。智能化管理平臺根據(jù)既定的運行數(shù)據(jù)和風險監(jiān)控規(guī)則，當檢測到某部位發(fā)生異常時，會立即向系統(tǒng)發(fā)出警報，并將異常部位、異常數(shù)據(jù)和維修建議一起發(fā)送，便于檢修人員及時解決。在智能化管理系統(tǒng)中，要納入所有的城市管網(wǎng)管理信息，包括管道布局、施工情況、技術(shù)標準、設(shè)備型號、管理數(shù)據(jù)和用戶信息等，管理人員通過關(guān)鍵詞查詢或定向查詢，可以獲得最精準的管網(wǎng)信息，及時了解燃氣管網(wǎng)的運行情況。智能化管理平臺不僅可以實現(xiàn)燃氣管網(wǎng)的全面管理和監(jiān)控，還能將管網(wǎng)數(shù)據(jù)與城市管理平臺相融合，實現(xiàn)市政管理、民生管理和燃氣管網(wǎng)數(shù)據(jù)的結(jié)合，提高城市管理效率。當發(fā)生運行故障時，管理機構(gòu)可以立即與其他管理部門聯(lián)動處理，提高救援速度。

4 結(jié)語

綜上所述，將各類高科技裝備應(yīng)用在燃氣管網(wǎng)的設(shè)計、施工和管理中，發(fā)揮先進信息化技術(shù)的遠程監(jiān)控和自動化運行能力，改造和升級城市燃氣管網(wǎng)，實現(xiàn)管網(wǎng)系統(tǒng)的智能化運行，提高每一個環(huán)節(jié)的安全系統(tǒng)和運行質(zhì)量，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)城市的更好發(fā)展，還能保證管網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性和服務(wù)能力。值得注意的是，實現(xiàn)城市燃氣管網(wǎng)的智能化并不是最終目的，在未來的技術(shù)升級中，要及時發(fā)現(xiàn)有利于管網(wǎng)改造的新技術(shù)、新設(shè)備，持續(xù)提升燃氣管網(wǎng)的運行能力、服務(wù)能力和安全能力。

作者：張強 王雨帆