地下管線是城市運轉(zhuǎn)的“生命線”。人們?nèi)粘Ｋ璧奶烊粴?、自來水等都是通過地下管線輸送到千家萬戶。各種管線縱橫交錯，其復(fù)雜程度堪比“迷宮”。
燃氣管道輸送的是易燃易爆的天然氣，在以往的安全事故中，很大部分是由第三方施工造成燃氣管道損壞所致。在城市里，長達數(shù)千公里、蜿蜒曲折的地下燃氣管道究竟埋在哪些區(qū)域？管道是否存在缺陷或安全隱患？如何實現(xiàn)城市燃氣管網(wǎng)立體化、直觀化與數(shù)字化，讓“不可見”的管網(wǎng)“了然于心”，這是佛燃能源一直在做的事。
應(yīng)對安全挑戰(zhàn)刻不容緩
截至2021年，全國燃氣管網(wǎng)長度105.489萬公里，其中天然氣管網(wǎng)長度達103.680萬公里。近年來，隨著城市燃氣快速發(fā)展，燃氣管道長度和用氣量逐年增長，伴隨而來的燃氣安全形勢愈發(fā)嚴峻。中國城市燃氣協(xié)會披露的數(shù)據(jù)顯示，2021年全年共發(fā)生燃氣事故1140起（不含港澳臺），造成106人死亡。按事故類型統(tǒng)計，管網(wǎng)事故339起，死亡37人，占比達29.74%。城市燃氣事故成為繼交通事故、工傷事故之后的“第三大事故起因”。
究其原因，佛然能源業(yè)務(wù)總監(jiān)兼佛燃科技副總經(jīng)理馮少廣博士認為，國內(nèi)早期投入運營的低壓管網(wǎng)運行年限很多已超過20年，再加上城市雜散電流等因素的影響，鋼管老舊腐蝕嚴重，已接近或達到壽命終點，導(dǎo)致管網(wǎng)系統(tǒng)腐蝕穿孔事故頻發(fā)。此外，隨著城市建設(shè)步伐的加快，城市道路、軌道交通及舊城改造等市政施工愈加頻繁，加之通信電纜、電力、自來水、電網(wǎng)等改造工程，也給燃氣管線安全運行帶來較大挑戰(zhàn)，由于管道位置不明或施工不規(guī)范，相當部分燃氣事故起因就是第三方施工造成燃氣管道損壞、挖斷。
“我國每年因地下管線事故造成的直接經(jīng)濟損失高達數(shù)十億元，還造成巨大的資源浪費。”業(yè)內(nèi)專家指出，城市燃氣管網(wǎng)管理線長面廣量大，涉及監(jiān)管部門多達十幾個，綜合協(xié)調(diào)工作繁瑣，存在權(quán)責錯位、職責交叉、監(jiān)管空白等問題，管道泄漏已成為城市公共安全亟待解決的課題。
管理難度高投入大
此前，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《城市燃氣管道等老化更新改造實施方案（2022-2025年）》，提出徹底消除安全隱患，今年抓緊啟動實施一批城市燃氣管道老化更新改造項目。2025年底前，基本完成城市燃氣管道老化更新改造任務(wù)。
那么，哪些燃氣管道需要更新改造？是小修小補還是全部換新？這有必要在摸清家底的基礎(chǔ)上分步驟進行。據(jù)記者了解，從上游氣田開采的天然氣凈化后經(jīng)國家主干管網(wǎng)輸送，進入城市門站交接給下游城市燃氣企業(yè)，最后向毛細血管一樣輸送到終端用戶，過程環(huán)節(jié)眾多，管理難度頗高。
“數(shù)據(jù)收集一直是困擾業(yè)內(nèi)的一大難題。”馮少廣坦言，國內(nèi)部分燃氣公司早期投建的老舊管道本身智慧化水平不高，近年投建的管道施工過程中存在趕工期、控制成本等情況，管網(wǎng)數(shù)據(jù)不全，甚至連管道位置信息都不太掌握。
佛燃科技內(nèi)檢測業(yè)務(wù)總監(jiān)趙曉明博士介紹，此前管網(wǎng)管理模式是哪里泄漏就去哪里搶修，現(xiàn)在已轉(zhuǎn)變管理思路，通過定期檢測，把隱患消除在萌芽狀態(tài)。建立起從數(shù)據(jù)收集、檢測分析、現(xiàn)場修復(fù)一整套管道完整性管理流程。
▲智能陰極保護樁，24小時遠程監(jiān)控地鐵或電網(wǎng)溢出的雜散電流，及時向外引導(dǎo)電流，降低對管網(wǎng)的影響。
“跟人一樣，管道也要定期體檢。”馮少廣形象地介紹，管道本體檢測主要有外檢和內(nèi)檢兩大類技術(shù)，外檢可以通俗類比為拍X光，即人在地面上，通過技術(shù)手段了解地下管道情況；內(nèi)檢可以通俗類比為腸胃鏡檢測，將檢測裝置放到管道內(nèi)部運行，檢測管道內(nèi)部及本體特征。我國油氣管道，包括長輸管道、集輸管道以及城市燃氣管網(wǎng)，綜合內(nèi)檢測領(lǐng)域還未完全解決“卡脖子”難題，先進技術(shù)多依賴國外廠商。近年來，以國家管網(wǎng)、中國特檢院、沈陽工業(yè)大學(xué)、佛燃能源等為代表的科研院所和企業(yè)正致力于國產(chǎn)化技術(shù)替代，同時著眼各種特殊應(yīng)用場景開展專用檢測裝備研發(fā)。
事故可以有效預(yù)防
據(jù)介紹，佛燃能源自1993年成立以來，沒有發(fā)生過重大安全事故，做對了什么？
“國內(nèi)不少燃氣公司管道檢測工作都是通過委托外部隊伍開展，檢測設(shè)備、人員技術(shù)水平參差不齊。得益于對管道安全的高度重視，早在20年前，佛燃能源就組建了自己的管道外檢測與物探團隊，并自主研發(fā)專用檢測設(shè)備與檢測技術(shù)，培養(yǎng)了一批專注于檢測工作的專業(yè)人才，確保燃氣管網(wǎng)長久安全運行。”佛燃能源外檢測業(yè)務(wù)經(jīng)理曹光貴介紹。
在馮少廣看來，燃氣管道安全事故在一定程度上是可以預(yù)防的。在建設(shè)初期，建設(shè)方務(wù)必嚴把質(zhì)量關(guān)，嚴格按照國家法規(guī)以及技術(shù)要求施工，從源頭上減少隱患因素。再次，在投產(chǎn)運行后，建立健全的管網(wǎng)定檢與巡檢體系，把安全隱患扼殺在搖籃里。最后，企業(yè)通過建立健全的應(yīng)急預(yù)案，一旦出現(xiàn)突發(fā)情況，立即處理從而避免事故發(fā)生。其中，數(shù)智化建設(shè)是工作的重中之重。
近年來，佛燃能源在數(shù)智化浪潮下，在已有的管道陰極保護智能采集與遠傳系統(tǒng)、燃氣管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)（GIS）、燃氣管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)（SCADA）的基礎(chǔ)之上，開發(fā)了基于檢測的信息管理系統(tǒng)（LIMS），進而實現(xiàn)所有檢測數(shù)據(jù)的有效管理與充分利用，還將建立全面的管網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺，囊括包括管道建設(shè)到運營期完整的施工及運營資料，歷次管道內(nèi)外檢測數(shù)據(jù)，實時監(jiān)控用氣量、送氣峰值調(diào)度，構(gòu)建城市燃氣管網(wǎng)的完整性管理體系，并緊密跟蹤管網(wǎng)安全狀況，建立管網(wǎng)故障發(fā)現(xiàn)及應(yīng)急預(yù)警體系。
修煉“絕技”做好“檢測員”
在管道綜合內(nèi)檢測方面，佛燃能源已實現(xiàn)多類型檢測器設(shè)計與加工、管道現(xiàn)場內(nèi)檢測作業(yè)、檢測數(shù)據(jù)分析與完整性管理等全流程管控。掌握國內(nèi)外主流高壓管道漏磁內(nèi)檢測技術(shù)，并成功完成了自主研發(fā)內(nèi)檢測器的現(xiàn)場運行，通過實地技術(shù)比對確認自研檢測器性能達到國際先進水平。研發(fā)了短距離牽拉式和長距離自動力式管道高精度測繪內(nèi)檢測器，可以準確定位埋地管道位置并提供管道內(nèi)部圖像、變形數(shù)據(jù)，這相當于給管道做了一張可視化的“身份證”，大大減少了第三方施工損壞管道的概率。
▲團隊自主研發(fā)的牽拉式管道高精度測繪內(nèi)檢測器，可對介質(zhì)管道的中心線進行高精度測繪。
▲團隊自主研發(fā)的管道三軸高清漏磁+變形復(fù)合檢測器，一次運行同時檢測：腐蝕、變形、彎曲、應(yīng)力。
▲高精準燃氣泄漏檢測車，PPB（十億分之一）級精度，北斗系統(tǒng)10厘米級地位，最大檢測空間150米，第四代極光分析技術(shù)和專有探測軟件算法。
針對投產(chǎn)前管道變形檢測需求、在役管道非法支管檢測需求，佛燃科技還針對性地開發(fā)了高效率、低成本的專項內(nèi)檢測器，精準定位管道建設(shè)方和運營方的需求痛點，可極大降低建設(shè)運營成本，提高了管道整體完整性管理水平。
▲過江管道檢測現(xiàn)場。
在管道外檢測方面，曹光貴介紹，該團隊完成過10條穿越珠江管道綜合檢測，完成過20多條穿越西江等支流河道的管道檢測任務(wù)。這些穿越河流部位的管道埋深較大，河面水流急湍，通行船舶較多，要準確測出管道位置與埋深信息，技術(shù)人員必須抓住設(shè)備數(shù)值變動的瞬間，才能夠得到較為精確的結(jié)果。佛燃能源擁有國際先進的北斗PPB級高精準天然氣快速檢測系統(tǒng)、CIPS/DCVG密間隔電位監(jiān)測儀、管道三維姿態(tài)測量儀、超聲波相空陣檢測儀等一批先進的設(shè)備系統(tǒng)。通過對設(shè)備的有效利用，檢測團隊掌握了大埋深管道探測技術(shù)、過河管道綜合檢測與評價技術(shù)、復(fù)雜環(huán)境下外防腐層精確判別技術(shù)等“絕技”。
