关于城市燃气管道泄漏监测系统推广应用的探讨｜一壶酒

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关于城市燃气管道泄漏监测系统推广应用的探讨

一壶酒

x2 2022-04-15 10:50:13 评论（0）

关于城市燃气管道泄漏监测系统推广应用的探讨

王震王云航梁耀方谭臣谢坤孝

重庆燃气集团股份有限公司

2021年6月13日，湖北十堰张湾区艳湖社区集贸市场发生燃气爆炸重大事故，造成26人死亡，138人受伤。事故直接原因是天然气中压钢管严重锈蚀破裂，泄漏的天然气在建筑物下方河道内密闭空间聚集，遇餐饮商户排油烟管道火星发生爆炸。如若之前在建筑物下方河道内的密闭空间有燃气泄漏监测和预警手段，相信能大概率避免此次事故的发生。

城市燃气管道泄漏监测系统是一个通过布设大量可燃气体智能监测仪，实现对燃气风险点、危险源进行实时状态感知，同时结合地下管网数据，在大数据、物联网和AI算法的支持下，对可燃气体浓度进行24小时实时监测的系统[1]。该系统属于智慧城市管理的一个分支，由政府相关部门牵头部署系统平台，燃气企业配合终端设备的安装与运维，大范围的对建筑和人口密集区域的燃气管线相邻地下空间可燃气体实施在线监控，及时发现微小泄漏实现预警和处置，其推广应用对于保障城市安全有重要意义。

1 城市燃气管道泄漏监测系统

系统主要由TDLAS激光式NB/IOT传输的可燃气体智能监测仪[2]、24小时AI云处理、预警信息推送三大部分组成，其中可燃气体智能监测仪因一般安装在燃气管线相邻的市政、电力、通讯等窨井内的地下空间，需具备测量精度高且无需标定、低功耗电池稳定、数据传输信号强且不丢失、防水防腐防爆等性能。具体工作模式是通过在燃气管线及其相邻地下空间安装的可燃气体智能监测仪，定时采集数据发送云端，经过AI计算筛选出沼气等误报情况后进行泄漏预判和分级响应，再通过24小时值守的监测中心将报警信息及时利用智能语音通话、短信、APP小程序等方式云端推送，令用户快速响应，对报警点位及时核查和处理（图 1）。

图 1 燃气专项城市生命线监测系统架构

2 影响推广应用的主要因素

（1）安装使用成本比较高。以目前监测系统应用时间最长、应用设施设备最多的合肥市为例，其总长6000公里管线共花费2.5亿元加装了2.5万套可燃气体智能监测仪，其中6000套安装在燃气管线阀井，其他安装在管线相邻地下空间区域内，如污水井、电力井、供水井、通信井、地铁隧道等。很多燃气企业所在城市的地势地貌相比平坦的合肥市更为复杂，不同的建筑和人口密集程度也带来不同的燃气安全风险，若企业独自全面推广可燃气体智能监测仪，预计规模更大的北、上、深等地燃气企业安装费用都会过亿元，在可燃气体智能监测仪成本无法下降的情况下资金压力巨大。

（2）多行业协调难度大。监测系统需要将大部分可燃气体智能监测仪安装至市政、电力、通讯等其他产权单位的窨井壁内，各个产权单位都有各自的管理规定，对于外单位的设施设备入井存在诸多限制。如若燃气企业自身去协调，必然阻力重重。据悉重庆某燃气企业在试用该系统时，仅安装两台设备的协调时间都用了三个月，由此可见若无政府政策支持和牵头部门推进，必然存在安装及今后维护时的协调难点。

（3）数据单一影响风险研判。由于地下管网基础资料的保密性，燃气企业一般只有自家的管网资料，在无其他地下管网数据的支撑下，很难做到全方位的风险研判，将设施设备安装在最佳位置。而且同行业间的燃气管网经常存在并行和交叉现象，若不实现管网数据的互联互通，在双方管道附近的地下空间监测到泄漏并预警后，燃气企业排查自身管网无泄漏风险，不代表其他燃气单位的管网无泄漏风险，即危害公共安全的风险依然存在，很难实现城市的安全风险联动和交互。诸如合肥市城市燃气管道泄漏监测系统、北京城市管网运行综合管理平台的成功运用，都是汇集了水、电、气、讯地下管网的信息数据，形成了“城市安全综合监测一张图”[3]。

3 建议

（1）先从风险等级高的地区推行。根据各燃气企业的管道巡检周期，按埋地管道的风险等级、压力等级由高到低逐步推广，建议先期在以下范围使用：①使用年限超20年的低压、庭院管道相邻的污水井、电力井、通讯井、下水道等地下空间；②人口稠密聚集场所的埋地管道，例如商圈、医院、学校、政府机关；③地面为混凝土路面或沥青路面、地下管道复杂等情况导致埋地钢质管道防腐层检测信号屏蔽的地方；④埋地钢质管道破损点较多且严重，但未能及时开挖修复或更换的管道。

（2）政府企业社会三方共同投入。一是政府出资，燃气公司数据共享。例如合肥市城市燃气管道泄漏监测系统由政府出资（燃气主管部门为合肥市住建局），各管线权属单位提供管线资料进行建设。二是建议政府出台相关技术标准，纳入配气成本疏导。建议燃气企业协商当地相关行业主管部门，将可燃气体智能监测仪的安装纳入行业标准或者地方性条例中，将其安装应用作为燃气公司的安全投入，同时纳入配气成本进行合理疏导。三是企地联合共同出资。即由政府履行公共安全监管责任，在人口密集的商圈出资建设，防止地下空间燃爆事故，确保公共安全。由燃气企业履行主体责任，在其他高风险地区出资建设，双方联合打造该系统。四是建议政府出台相关新、改、扩、建方面的政策支持。针对涉及建筑区划红线内需增容等特殊需求的开发商，将相关费用纳入安装费用，承担可燃气体智能监测仪费用。五是结合现有政策，争取资金支持。关注政府出台的关于燃气方面的各类政策，结合其相关要求，将监测系统的投资建设附加其中，如争取结合最近住建委提出关于老旧小区改造的相关政策，将可燃气体智能监测仪安装纳入其改造范围。

（3）协调地下管网数据互联互通。建议由当地政府明确相关职能部门牵头（如安全生产委员会办公室、住房和城乡建设委员会等），协商水、电、讯、给排水、轨道等单位配合，在其地下空间内安装可燃气体智能监测仪，并牵头收集水电气讯等管线权属单位的管线数据，共同打造“城市安全综合监测一张图”，同时针对各管线权属情况进行监管部门与企业的数据共享。

参考文献：

[1]付明，谭琼，袁宏永，梁光华，陈涛，凌俊杰.城市生命线工程运行监测标准体系构建[J].中国安全科学学报，2021，31(01)：153-158.

[2]张伯轩.基于TDLAS技术的气体传感器研究[D]北京：北京工业大学，2017.

[3]陈潭，李义科.面向大数据驱动的城市生命线管理[J].河海大学学报(哲学社会科学版)，2020，22(05)：22-31.