天然气场站智能化转型的探究

天然气场站智能化转型的探究

龚毅

四川石油天然气建设工程有限责任公司

摘要：当下整个燃气产业的智能化转型仍处于摸索阶段，相关系统集成的应用还不够完善。数字化交付和智能化运维的核心技术理念结合了数字经济发展趋势，对比传统场站设计和运营方式，为场站转型提供了技术支撑，优化了运行效率，保障了城市燃气企业的经济和社会效益。企业应把握发展契机，推动公司向能源生态系统服务商转型。

关键词：天然气场站；智能化；转型探究

1方案介绍

设计研究院建议采用AVEVA系列的数字化工厂解决方案，先制定总体方案，根据建设期和运营期分阶段实施，方案分2步实施。（1）工厂建设期—数字化交付。先实施工程建设阶段的数字化交付（集成工程设计阶段、采购阶段、施工阶段所产生的所有工程建设数据）。（2）工厂运维期—智能化运维。在后期工厂运维阶段，建设统一的集成平台和数字化管理系统（集成DCS、PLC、SIS、视频监控、人员定位、安全信息化平台、智能设备管理、预测性维护等等）。

1.1技术路线概述

智慧化转型贯穿了项目的全生命周期，技术路线通过软件、平台将各类数据、系统以云服务的方式集成展示。

1.2数字化交付方案

项目应用AVEVA公司的设计软件完成建模，以三维模型形式，提供大量的数据支撑，覆盖从设计—采购—施工—调试整个全生命周期的基础数据，并以系统平台的格式统一移交给运营团队，服务于生产运行管理。数字化交付平台概览见图1。

1.2.1方案架构数字化交付解决方案，能够满足业主方数字化移交、工程信息管理、运维信息集成及内容管理和建立数字化管理系统的需要。数字化移交架构见图2。

图1数字化交付平台概览

图2数字化移交架构

1.2.2平台主要功能接收来自不同系统的信息，实现脱离专业应用系统的信息和数据的实时浏览及导出；提供多种信息查询方式，快速查询所需的工程信息，实现基于二维、三维模型的信息导航。在项目实施过程中，获得来自不同专业的成果信息，为项目实施决策提供准确的基础数据，形成包含工程项目全部设计成果信息的数字化工程信息资产数据库，实现向业主可控的数字化工程设计信息移交管理。

1.2.3平台集成内容（1）三维模型。包括各承包商的PDMS、E3D模型；（2）智能P&ID图纸。智能P&ID图纸通常包括图纸本身和关联的数据，包括AVEVADiagrams；（3）智能仪表设计软件。包括AVEVAInstrumentation等；（4）普通文档类型。常见的包括Office类型，如doc/docx、xlsx/xls、pptx/ppt、PDF、TXT、RTF等；（5）识别、抽取。在发布进入平台后，会自动和文档建立关联。文档能够直接在Web页面显示，位号在文档中能够高亮显示、自动定位等；（6）普通图纸类型。常见的如AutoCAD的DWG，DXF格式，Bentley的DGN格式，都可以发布进入平台系统。和普通的文字检索引擎不同，GCT支持图形文件中的全文检索，能够将所有的位号（Tag）信息进行检索、识别、抽取，在发布进入平台后，会自动和图纸建立关联。图纸能够直接在Web页面显示，位号在图纸中能够高亮显示、自动定位等；（7）其它格式类型。常见的视频格式Avi、wma、rmvb、rm、flash、mp4、mid、3gp等，图片格式JPEG、TIFF、BMP、GIF、PNG等均可进入系统。所有数据进入系统后，都以位号为核心关联在一起，示例数据模型见图3。

图3示例数据模型

1.2.4信息管理方案平台采用流文件技术实现异地分布式流畅浏览三维模型及二维图纸，可通过互联网完全在桌面实现对三维模型的旋转、缩放、剖切、隔离、测量、标注、协同等操作，支持可视化设计评审，实现可控的数字化工程设计信息的移交管理。

1.2.5数字化交付涉及的软件清单各软件的名称及其主要功能见表1。

表1数字化交付软件清单

续表1

1.3智能化运维技术方案

1.3.1基于GIS地图的综合安防系统基于GIS地图的安防指挥中心实现对集团厂区各品牌车闸、人闸、监控视频的统一管控、并做到可视化展现，实时监控报警分析，及时处理生产运营过程中遇到的安防问题，降低企业的生产运营风险。

1.3.2安全信息化管理平台安全企业信息化管理平台主要是围绕风险分级管控和隐患排查治理，主要包括重大危险源监测预警系统、企业安全风险分区管理系统和安全生产全流程管理系统。（1）重大危险源监测预警系统。利用视频和预测预警模型对构成重大危险源的生产装置和储存设施进行监测，同时获取运行参数并预警，实现对其动态安全监管，遏制事故的发生；（2）安全风险分区管理系统。辨识生产过程危险和有害因素，确定其风险程度，并用“4色图”来标绘厂平图，形成“2单3卡”，包括危险因素排查辨识清单、风险等级管控清单、安全生产责任承诺卡和物品危险危害特性应知卡、应急处置卡等；（3）安全生产流程管理系统。融合了企业过程安全管理和安全生产标准化要素，包括安全制度和生产目标责任管理、作业变更管理、安全风险分级管控及隐患排查治理、事故应急管理等。

1.3.3人员实时定位系统确保人员人身安全，并按要求在厂区内活动与作业。（1）通过蓝牙或UWB技术，对厂区内人员实时定位，并通过光纤或网络上传至企业本地服务器，对位置数据进行计算、存储、显示、分析；（2）门禁系统增加人脸识别，避免人卡不符；（3）统计厂区内的人员数量与分布，实时汇报至安全部门；（4）结合电子围栏，限制未授权人员进入；（5）结合智能视频监控，确保人员在厂区内按要求穿戴PPE；（6）结合智能视频监控分析人员行为；（7）结合智能巡检系统，确保巡检人员完成正确完整的巡检步骤；（8）记录承包商员工的轨迹与停留时间，供承包商管理使用。

1.3.4综合设备管理系统综合设备管理系统涵盖设备的全生命周期管理，确保设备的可靠性和完整性，主要包括设备的管理变更、设备的保养报废、仓库管理、数据采集、作业票管理第3方相关单位管理等模块。

1.3.5设备点巡检系统（1）设备状态实时监测。结合设备三维模型，对设备运行状态、运行参数等内容进行实时刷新显示；对超出标准范围的设备异常状态实时报警，弹出报警弹窗；对设备台账管理；对所有设备信息进行汇总统计，生成台账面板，显示设备相关信息；对所有设备的检修情况进行记录查询等。（2）1键智能巡检。以第3人称视角按照原先制定的巡检路线进行相关设备数据监控，实现1键开启智能巡检。

2结语

燃气是高危行业，燃气管网、场站及设施是城市或者工业园区的基础设施，任何泄漏都将造成巨大损失。当下，燃气场站在信息化方面，存在管网定位不准确、资料不全等问题；而在设计和工程方面，同样存在依赖人工、方式传统和管理信息化手段不足等问题。

参考文献

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