数字化预案引领新时代燃气应急信息化实践

随着中国经济的发展,燃气被越来越多的行业和城镇广泛应用,如何确保燃气的安全稳定供应,快速、妥善处置燃气突发事件,使广大人民群众的获得感、幸福感、安全感更加充实、更有保障、更可持续,成为摆在全国燃气企业面前的核心问题。同时,随着首都“四个中心”的战略定位和国际化、网络化、信息化发展趋势,燃气突发事件的关联性、衍生性、复合性和非常规性等特点日趋明显;2018年政府机构改革,组建了应急管理部,对各类突发事件进行统筹协调,各级政府部门对突发事件重视程度不断增强,对应急管理部门提出了更高的标准和更严的要求。本文在此背景下按照习近平总书记“以信息化推进应急管理现代化”的指示精神,充分应用新技术、新手段、新方法,对燃气数字化预案的理论和技术路线进行探索及实践。

燃气安全放散阀检测装置的设计与应用

本文重点介绍了燃气安全放散阀检测装置的设计与应用。

管网仿真技术提升燃气安全管理水平

城市燃气作为人民生活中不可或缺的一部分，燃气管网已成为城市能源运行的生命线，牵一发而动全身，关系着万千百姓和整个城市的安全。燃气管网安全运营是城市燃气事业发展的前提，是燃气企业的灵魂。

交流干扰下新的阴极保护准则I_(ac)/I_(dc)的研究

文中探讨了交流杂散电流干扰下埋地管线钢新的阴极保护电位准则,即交直流比准则。利用PS-268A电化学测试仪,采用恒电位极化法测量试样保护电流密度,从而说明不同交直流比情况下的阴极保护效果。结果表明:在-850～-1 000 mV直流保护电位范围内,当交直流比值为5的情况下,实验中得到的保护电流密度最小,小于其他比值情况下103个数量级。在此保护电位范围内交直流比为5的情况下,对交流干扰下的埋地管线阴极保护效果最佳。

加强需求侧管理提高燃气负荷预测水平

为了做好城市燃气需求侧管理,完善上下游供、用气运营模式,确保燃气供应安全稳定,以北京为例,分析了北方城市燃气用气特点以及用气负荷与影响因素之间的关系,推荐了冬季采暖期、夏季低峰期和采暖过渡期适宜采用的预测方法;根据天然气国际购销一体化趋势的前瞻性需求,探讨了供、用气计划运营模式,通过为客户建立计划"平衡账户",从经济层面制约用户,以提高负荷预测精度并降低未来天然气市场国际化带来的"照付不议"风险。

城市管道天然气能量计量赋值应用研究

能量计量是天然气贸易交接的发展趋势,而能量计量中的发热量赋值方法尚未完善。本文针对天然气管网中未能配置在线色谱点的计量交接,开展能量计量赋值方法及应用研究,对我国天然气能量计量推广应用具有重要价值。本文根据国家标准研究并建立了天然气发热量和组分赋值模型。为验证赋值方法和模型的准确性,在某市高压管网中选取典型的天然气站场作为待赋值站场,将软件赋值结果与实际测量数据作对比,进行天然气发热量验证。经实际站场应用验证,某市高压管网上的C、D两个C级天然气计量站点的赋值结果误差都在2%以内,符合国家标准GB/T-18603《天然气计量系统技术要求》的赋值误差要求。之后整合赋值数据将赋值误差和天然气管道流动参数进行关联,得到天然气发热量赋值误差关联式,再次验证赋值结果的合理性。

燃气管线行业数据共享应用研究

燃气管线数据多为涉密数据,随着城市建设的不断加速,燃气管线数据如何在公共环境中共享使用成为关注的重点。通过分析燃气管线专题数据、基础地理数据、遥感影像数据的现状、共享情况及相关保密政策,研究燃气管线数据保密信息情况,针对涉密和非涉密应用环境,给出了数据共享处理办法,以加速燃气管线数据的信息化及利用率。

面向大型燃气管网的智能调控系统架构设计与实现

进入21世纪,城市的能源供应体系日趋完善,天然气作为清洁能源的主要代表,在城市能源体系中发挥了巨大作用。作为运营天然气管网及输配的大型燃气集团公司,面对日趋复杂的网络化管道系统,如何实现在信息化、智能化手段下进行可靠、安全的燃气远程调度、监控等目标,就显得尤为重要。本文主要以系统工程的方法为指导,基于信息物理融合系统,集合现有的SCADA、管网仿真、调度等子系统建设情况,设计出针对多压力级制的燃气管网智能调控软件的系统架构,并作为可实施的指导手段,为后期智能调控软件的具体开发应用奠定基础。智能调控软件系统分为全天候智能调控模块、调控仿真库模块、远程执行系统模块、安全评估模块等四部分,并给出了具体的模块内容,指导软件系统的开发工作。

工业互联网信息安全标准体系研究

随着云计算、大数据、物联网、人工智能等新兴技术与传统工业生产过程的深度融合,使得工业互联网逐渐成为新兴研究热点之一。本文针对当前我国工业互联网中存在的安全隐患,以及当前该领域相关标准化工作进展情况,提出工业互联网信息安全标准体系架构,为工业互联网安全标准化工作的开展提供参考。

全预混金属纤维燃烧器燃用合成天然气适应性

以管道天然气混氢气代替合成天然气,通过计算分析和实验测试研究全预混金属纤维燃烧器对合成天然气的适应性。介绍混气工艺、实验设备和方法,分析混氢比例对全预混燃烧器的热负荷、燃烧稳定性以及排放特性的影响。结果表明,华白数的变化基本反映了热负荷变化的规律;合成天然气在全预混金属纤维燃烧器上燃用,基本不会出现稳定性问题;全预混金属纤维燃烧器在燃用合成天然气时,排放性能不会下降。

平衡账户在城市燃气领域推广应用的设想

在"照付不议"和"照供不议"合同全国范围内逐步推广的大形势下,计划与实际需求之间矛盾凸显,导致城市燃气经营企业出现新的经济指标。鉴于其给城市燃气经营企业带来的经营风险及燃气需求侧存在的不确定性,将电力市场中平衡账户的概念引入到燃气需求侧管理中,用以解决计划需求和实际需求之间的矛盾。提出了燃气平衡账户的概念,将燃气平衡账户分为基础账户、平衡账户、超额账户,建立了燃气平衡账户管理方法和考核方法,根据计划需求和实际需求间出现的偏差,将实际需求量分别纳入不同账户,合理采用正常价格和超额价格进行气量结算,并对燃气平衡账户的管理方法进行算例分析。

城市燃气远程调控系统及安全调控策略

基于城市燃气管网运行工况和负荷特征,介绍远程调控系统架构,对远程调节方式和模式的特点及适用范围进行探讨,对基于各种影响因素的安全调控策略进行分析。

基于燃气安全风险的大数据预警模型研究

确定燃气管道安全风险大数据预警模型采用怀卡托智能分析环境。确定数据预处理流程,包含原始数据的获取、数据清洗、特征变量确定与提取、缺失值填补、训练样本的选取。指出内部因素数据为管龄、管材、管径、压力级制、埋深、管理单位,外部因素数据为铁路、地铁等电气化轨道、水系面(河流与湖泊)等影响管道腐蚀的3类。从数据库中随机提取正样本1份,负样本4份,每份各855个样本点。将训练数据集分成3组:训练样本1、训练样本2、训练样本3,组成分别为正样本+负样本1,正样本+负样本2,正样本+负样本3。确定缺失值填补采用KNN算法。选择决策树C4.5、随机森林、贝叶斯网络、朴素贝叶斯、支持向量机和逻辑回归6种算法作为预警模型训练算法。根据选择的算法,同时考虑内外部因素的影响,进行预警模型训练(即实验)。根据实验结果比较分析,选出随机森林为最优算法。同时考虑内外部因素比仅考虑内部因素,模型准确率提高5.07%。

基于二次序列优化算法的城市燃气管网稳态优化方法

随着城市燃气管网规模的不断扩大,将合适的运行参数准确、及时下达到调控站,进而实现以经济性和安全性为目标的优化调度,是亟待解决的问题。构建了城市燃气管网稳态优化计算方法,设计了面向复杂管网的优化算法框架,提出了元问题,并阐述了元问题的优化目标和非线性约束。采用适用于大规模变量的非线性优化问题软件技术方案(Python+Pyomo+IPOPT),使用二次序列优化算法,解决了元问题中的优化问题。以某燃气管网为例,对实际解决方案的算法进行了测试,结果表明其时间复杂度较好且性能良好。与利用现有仿真软件进行交互的解决方案相比,该解决方案具有更快、更稳定的优点。

X70管线钢及焊缝在模拟煤制气含氢环境下的氢脆敏感性

通过氢渗透测试、氢扩散模拟以及氢含量测试技术研究X70钢在模拟4 MPa总压,0.2 MPa氢气分压煤制气环境下的充氢过程,并通过冲击韧性测试、裂纹扩展测试以及缺口拉伸和慢应变速率拉伸测试方法,从不同角度分析X70钢母材和焊缝组织在模拟煤制气含氢环境下的力学性能.结果表明,在总压4 MPa,0.2 MPa含氢煤制气环境中,X70钢表面存在吸附氢原子并能扩散进入X70钢内部,达到稳态后内部的可扩散氢质量分数为1.9×10^(-7);与空气中的原始性能比较,X70钢焊缝和母材的冲击性能、缺口拉伸和慢应变速率拉伸强度、塑性以及材料的损伤容限均未发生下降;在实验煤制气环境中,X70钢具有较低的氢脆风险.