输气站区域集中监控与运维一体管理模式研究<br/>——以浙江浙能天然气运行有限公司为例

输气站区域集中监控与运维一体管理模式研究
——以浙江浙能天然气运行有限公司为例

2018-03-06滕卫明季寿宏刘承松吴欣桐

天然气技术与经济 2018年1期

滕卫明季寿宏刘承松王睿吴欣桐

（1.浙江浙能天然气运行有限公司，浙江杭州 310000；2.西南石油大学经济管理学院，四川成都 610500）

0 引言

近年来浙江省天然气管网快速发展，“多气源一环网”格局稳步推进，预计至2020年省级天然气管网基本实现“县县通”，管道运营里程将达3 000 km、输气站场约90余座，浙江天然气事业将进入黄金发展阶段。在长输天然气管道中，输气站场作为天然气管网的重要节点，其运行管理模式的好坏直接影响管网运行的安全和效率。传统运行管理模式以“集中调控，分散监控，运检分离”为主，但管网发展到一定规模时，该模式的弊端逐渐暴露出来：“集中调控”会随着天然气输气站场数量增加而让调度负荷呈指数级数增加；“分散监控”对值班人员需求量大，导致人员紧缺的矛盾突出；“运检分离”延长了故障响应时间，影响管网安全运行和经济效益［1-3］。如何对传统运行管理模式进行创新是当前亟待解决的问题。基于浙江省天然气管网现状，考虑管网未来发展情况，对传统运行管理模式进行创新，提出“集中监控，运维一体化”的运行管理模式［4-6］，并以浙江浙能天然气运行有限公司（以下简称浙能公司）为例，分析输气站区域集中监控与运维一体管理模式改进的必要性、运行模式和改进效益分析。该模式以区域中心站为管理单元进行“集中监控”，按照“运检维一体化”的作业方式对生产运行及设备维护实行统一集中的作业管理。创新后的管理模式可有效解决人力和物力资源的利用效率问题、提升统一调度控制管理能力、缩短故障响应时间。该运行管理模式将成为新形势下省级天然气管网调度运行管理的主要发展趋势之一。

1 浙能公司输气站区域运行管理模式改进的必要性分析

目前，浙能公司的输气站区域运行管理模式主要存在“人力资源效率低下”和“故障响应时间过长”这两类问题。

在人力资源效率方面，在传统运行管理模式中，浙能公司输气站场只负责所辖范围内生产监控、设备日常巡检、现场操作及应急处置等，每站均配置24小时值班人员，监控范围窄，存在人力资源浪费现象。另外，各输气站场管理的线路距离、阀室数量及用户类型存在差异，各站间存在工作量分布不均的现象。在分散监控模式下，为满足各站基本值班需求，每站均配置6～7名输气工，因此在工作量较小的站场中人力资源未能得到充分利用。

在故障响应时间方面，运检分离模式下站内人员仅负责设备日常巡检维护，检修工作由各区域专门的检修队伍负责。随着管网建设里程的增加，各输气站地理位置跨度变大，检修队伍维护半径随之延伸，对于路途较远的站点，检修作业队伍到达所需时间延长，事故发生后无法保证故障的响应时间，给管道平稳运行带来安全隐患。并且事故和缺陷处理、设备检修等作业则由专业的检修队完成，距离站场较远，从而导致现场抢险处置力量分散、薄弱。

随着浙江管网的快速发展和天然气输气站场数量的增加，使得每一个生产运行部门直辖的站场数量激增，使得管控体系运行不顺，传统运行管理模式局限性日益突出、已经无法适应精细化、现代化管理需要。为满足高速发展带来的需求转变，必须对现有的运行管理模式进行改进和创新。浙能公司依靠自动化信息技术水平的不断提升和大量应用，输气站管理已逐步实现“有人职守、无人操作”的模式，并不断地向无人化管理模式突破［7-10］。“集中监控，运维一体化”则是在这一技术创新大趋势之下发展、建立起来的运行管理创新模式。该运行管理模式以稳定的数据采集与远程监控系统为前提，以设备稳定性、可靠性为保障，同时配合多种形式的设备维护检修，使输气站日常操作大规模减少，少量运行人员即可满足多站操作、巡检等工作的需要。因此，浙能公司的该运行管理模式能够适应迅猛发展的管道建设和普遍提升的自动化程度。

2 浙能公司输气站区域的集中监控运行模式

浙能公司的区域中心站“集中监控”运行管理模式以区域为作业单位，每个输气站区域设立一个中心站场，与相邻的输气站及其所辖阀室组成一个管理单元。中心站在实行区域监控的基础上，负责对所辖范围内各输气站过滤、计量、调压等主要工艺流程实施监控和远程操作，并按照“运检维一体化”作业方式，对生产运行及设备维护实行统一集中作业管理［11-13］。

2.1 设立原则

该输气站区域的运行管理模式以“方便管理、满足应急处置”为原则，根据用户用气与应急特性，按1.5小时内能到达最远的输气站为限划定作业区域。中心站一般管辖4～8座输气站。

2.2 组织机构设置

根据管网实际情况，在确保省内天然气管网安全、稳定、高效运行的前提下，要充分考虑运行产生的经济效益。浙能公司组织机构由“调度控制中心＋中心站”构成，中心站对其所辖驻守站进行监控，并将所有信息反馈至调度控制中心。基于管网安全稳定运行的要求，结合站内实际情况对值班人员进行重新安置。中心站设管理人员2名，巡操、维护人员2名，24小时值班人员为7～10人。驻守站少人值守，按2人配置，实行不定时工作制，确保白天至少1人在岗，夜间有人驻站。

2.3 职责划分

按照工作内容的特征，将浙能公司整个输气站区域划分成中心站和驻守站。在中心站中，负责所辖各输气站（含无人值守站和阀室）生产运行工况、安防系统、设备报警信息的监控管理及工艺流程的远程操作，定期对设备进行切换试验、维护保养及消缺等工作。此外负责所辖范围内电位测量、线路重点部位巡查、安全检查、技能培训等日常工作。在驻守站中，负责本站范围内设备的日常巡检及治安保卫工作；负责管辖范围内设备检修的现场许可、运行隔离、监护等工作；负责管辖范围内输气异常、设备故障、线路事件等的先遣处置、布控、预警等。

2.4 业务处理流程

为了配合“方便管理、满足应急处置”的设置原则，将业务处理流程分成正常操作流程、事故处理流程和特殊作业流程3种类型。正常操作流程，主要涉及操作任务，相关调度指令由调度中心直接下达到中心站，中心站值班员直接实施远程操作。事故处理流程，主要是针对运行人员，在发现异常情况时，应根据现场情况及时通知、汇报中心站值班人员，再由中心站值班人员向调度中心汇报。在紧急情况下，运行人员可直接向值班调度汇报，并根据调度指令采取相应措施。事故发生后，中心站应立即派人到达事故现场。特殊作业流程，分成一般检修和重大检修两种类型。对于一般维修检修作业，由各驻站运行人员负责隔离、检测、监护等工作，并定期向中心站上报作业进度。对于重大检修作业，由中心站安排人员现场配合开展各项隔离、检测、监护等工作。

2.5 技术支撑

浙能公司内部支撑整个集中监控运行模式的技术系统包括了SCADA监控系统、安防监控系统和通信系统3类。

1）SCADA监控系统

浙能公司所采用的高度智能化的SCADA系统可对管道运行全过程实现动态远程监视，并完成大部分生产流程的切换和启停操作，此外SCADA系统的报警功能有助于异常的早期发现并及时处置。为确保集中监控管理模式下SCADA系统的可靠性，在原有调控中心和驻守站两个控制层级的基础上，新增中心站控制层级，且各层级间相互独立，如图1所示。调控中心可监控所有站场和阀室控制系统；中心站可监控管辖区域内驻守站和阀室控制系统；驻守站仅监控本站控制系统［14-17］。

图1 SCADA监控系统控制层级图

2）安防监控系统

安防视频监控系统同样设置为调控中心、中心站、驻守站3个层级，如图2所示。在原有基础上将阀室、驻守站安防监控系统权限由驻守站调整至中心站，扩大中心站的监控范围。

图2 浙江天然气视频监控管理系统组织架构图

3）通信系统

通信系统作为连接调度中心、中心站、驻守站的纽带，其可靠性决定了浙能公司内部集中监控运行可靠程度。目前各站场间主要通过光缆进行信息传输，在集中监控管理模式下，驻守站再租用公网光纤通信作为备用通信链路，以确保通信系统的可靠性［18-20］。

3 浙能公司输气站区域的运维一体化运行模式

在目前的运行管理模式下，站场运行人员只承担简单初级的维护消缺，难以适应在管网规模扩大和站场直辖数量增加的现实情况。“运维一体化”是指突破传统的“运行”与“维修”人员分工界限，由中心站人员承接所辖输气站、阀室基本的设备日常维护消缺职能，使人员贴近设备、更加熟悉和掌控设备性能，实现运维联合巡检、状态精细巡检，加快消缺进度、提高消缺效能，达到运行加维护“1+1＞2”的效果。实现运维一体后，维护消缺范围扩大至工艺、仪表、自控、计量、阴保、电气、通信等专业。中心站配置维护工种，总定员增加3～4人。维护工确定其中一类为本人主专业，同时要兼顾另一类，作为辅助。

同时，有计划地安排运行人员进行岗位技术培训，根据不同专业维护消缺工作的要求，进行设备原理、结构、装配、调整、零部件更换、参数设定等消缺技能的培训，最终实现中心站所有人员运维全能。

4 浙能公司输气站区域运行管理模式改进的效益分析

浙能公司在实施输气站区域集中监控与运维一体管理模式之后，能够在风险控制、运行成本和维护保养能力上取得较大提升。

首先，在风险控制方面，能够增加公司内部风险管理的可控性，提升应急管理能力。由于原单站监控工作量本较小，通过提升设备自动化水平与提高报警可靠性，不会增加中心站集中监控的风险。同时，通过保留2名驻站人员，使应急情况下驻站人员赶赴现场的时间、力量与原模式基本相当。此外，中心站集中管控模式下，非值班人员增加，加强了现场应急处置力量，增强了应急处置机动性和灵活性。因此，中心站集中管控模式运行风险可控，应急力量有所加强。

第二，在运行成本方面，浙能公司采取区域中心站“集中管控与运维一体化管控”模式，可减少人员编制约30%，可相应节约人力成本。此外，还可减少驻守站综合楼、生活辅助设施等固定资产投资。可降低维抢修人员往返站场频次、缩短行车距离，可降低生产运行的交通成本，大大降低运行管理过程中的时间损耗和成本，提高经济效益。

第三，在维保能力方面，浙能公司通过采用“区域中心站集中管控与运维一体化管控”模式，加大了设备维保力度，使维保关口前移，便于及时发现并处理故障。能提升运行人员的专业维修技能，员工晋升通道增加，利于提高员工的工作积极性。同时增强了维抢修队伍的机动能力，以便从事专业化工作。

5 结论

近年来，浙江省天然气管网的快速建设发展和输气站场数量的快速增加，给站场区域的运行管理带来巨大压力和挑战。借助设备自动化、信息化、智能化技术的发展，浙能公司所采用的输气站区域的“集中监控，运维一体”的运行管理模式在优化人力资源配置和效率、缩短故障处理和恢复时间、减少运行成本、提高维护和保障能力都有显著提升，并提升控制管理能力，最终达到提高本质安全的目的。管网规模的持续发展是未来发展的重要趋势，因此管网运行的安全可靠性势必成为最主要的要求，而“集中监控，运维一体化”在维护、保障和抗风险管理上具备优势，该运行管理模式必将成为未来省级管网的发展趋势。

然而，管理模式的变化，必然带来新问题。集中监控成功实施的关键在于自动化技术的可靠程度，运维一体化的顺利开展则取决于人员的培训和综合素质的提升。因此，浙能公司在运行管理模式的实践探索中，必须与自身实际情况相结合，调整思维方式，使新的管理模式更优化，更贴合需要，减少人力、资金等方面的浪费，建设一支高效精干的运行管理队伍。

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