智慧管网交流智能化管道技术应用与实践课件.pptx

1、第 1 页智能化管道技术应用与案例第 2 页目目 录录智能化管道思考智能化管道思考结束语结束语智能化管道案例智能化管道案例020304第 3 页PART02智能化管道思考第 4 页智能化管道思考传统管道与智能化管道区别二、二、智能化管道管理智能化管道管理1.管理静态数据2.对非结构化数据无法有效利用3.各类数据被孤立管理4.各类信息系统割裂（ERP、EAM、PPS、PIS、SCADA、GIS、MIS）5.被动式管理状态6.紧急事故发生时只能等人来处置7.管理尺度是现在之前，事后处理8.对未来无法感知1.管理动态数据2.各类数据被有效整合3.各类业务系统高度集成4.参与人的决策，主动式管理，能告

2、 知管理者“我”是否处 于正常工作状 态5.可以自我处置6.对未来进行预判数字化数字化信息化信息化传统管道管理传统管道管理第 5 页智能化管道思考智能化管道特点二、二、智能化管道是在标准化、信息化和数字化的基础上，深度融合人工智能、工业物联 网、云计算、大数据等新一代信息技术，形成全面感知、综合预判、一体管控、自主学 习、分析决策的智能系统，实现管道全生命周期的智能化运行。更全面灵活的管道与管更全面灵活的管道与管道道、管、管道道与人与人、人人 与人与人 的互联互通和相互感知能力的互联互通和相互感知能力更高效安全的信息处理更高效安全的信息处理和和信息信息资资源整源整合合能能 力力更科学的监测、预

3、警、更科学的监测、预警、分分析、析、预预测和测和决决策策能力能力更协调的跨部门、多层更协调的跨部门、多层级级、分、分布布式合式合作作能能 力力更高水平的远距离控制更高水平的远距离控制执执行和行和智智能化能化执执行行 能力能力更更好好 地解地解 决问决问 题题第 6 页通过传通过传感感器器感感知管道知管道、设备、设备、站场站场设施运设施运行状态和运行环境行状态和运行环境利用利用4G无线无线网网络络、通讯网通讯网络络、宽带传宽带传 输技术输技术管网运行状态智能分管网运行状态智能分 析、预测析、预测 及现场设及现场设 备远程智能控制备远程智能控制智能智能智能化管道智能化管道感知感知物联物联智能化管道

4、思考智能化管道特点二、二、第 7 页智能化管道思考智能化管道特点二、二、M2M自动协调配合自动协调配合 应用系统集成互通应用系统集成互通 统一监测控制架构统一监测控制架构 随时随地办工随时随地办工 一体化平台完成各项一体化平台完成各项操操作作 工作流与业务完整结合工作流与业务完整结合 人、业务与系统集成人、业务与系统集成整整合合动态、实时、自动化动态、实时、自动化的的企业价企业价 值提升值提升 体系体系 成本、资源等多元素成本、资源等多元素全全面优化面优化整体架构云化整体架构云化 运算与存储能力按需运算与存储能力按需提提升升 平台空间按需扩展平台空间按需扩展 功能应用按需选取功能应用按需选取前

5、台智能移动整合前台智能移动整合系统数据设备物联网系统数据设备物联网大数据信息集中大数据信息集中 实时数据集实时数据集中中 全息数据分析全息数据分析 智能数据检索智能数据检索数字化智能数字化智能第 8 页从保障管道的安全、稳定出发，全面考虑管道的需求、规划、从保障管道的安全、稳定出发，全面考虑管道的需求、规划、设计、施工、设计、施工、竣工、运行、维护、报废的全过程管理竣工、运行、维护、报废的全过程管理以管道数据共享为基以管道数据共享为基础础、管道运行监管为主体应用，以控制管道安全可靠、管道运行监管为主体应用，以控制管道安全可靠高高 效为效为目目的的，通过通过协协同同多多级的级的审审批批和和监管监

6、管，实实现现管道监管道监测测-评估评估-预预（报）警报）警-处处置置-考核全流程、管道考核全流程、管道运运行行全全生命周生命周期期的的管理。管理。以数字化为基础、以智慧化为导向以数字化为基础、以智慧化为导向智能化管道思考智能化管道管理二、二、第 9 页智能化管道思考智能化管道管理二、二、管道生产管道生产 管理系统管理系统管线工程建管线工程建 设管理系统设管理系统打破数据孤立、系统割裂的现状，实现纵横深度集打破数据孤立、系统割裂的现状，实现纵横深度集成成智慧化管道大数据平智慧化管道大数据平台台应急指挥应急指挥系系统统应急指挥系应急指挥系 统统管道完整性管道完整性 系统系统设备管理系设备管理系 统

7、统ERPSCADA在线仿真系在线仿真系统统统一监控平统一监控平 台台中间数据服中间数据服 务务CBM远程诊远程诊 断断第 10 页输送计划输送计划指挥调度指挥调度输送监测输送监测运销计量运销计量费用核算费用核算$运营业务支撑运营业务支撑规划设计规划设计施工交付施工交付运行监测运行监测应急指挥应急指挥检测维修检测维修退役管理退役管理管道运营管理管道运营管理管道全生命周管道全生命周 期管理期管理智能化管道思考智能化管道管理二、二、第 11 页智能智能化化管理标准化管理标准化数数数数风风内内性性 缺缺第第据据险险、评评 陷陷 地地腐腐三三。采采评评外外价价 适适 灾灾蚀蚀方方。集集价价检检用用 防防

8、管管破破。测测治治理理坏坏专项技术研究与应用支撑专项技术研究与应用支撑技术标准技术标准化化，化化数字化是实现智能化的前数字化是实现智能化的前提提先有数字化才能实现智能化先有数字化才能实现智能化智能化管道思考XXXX智能化管道实施策略二、二、智慧智慧化化智慧化是智能化最终目智慧化是智能化最终目标标智能化是管道安全平稳运智能化是管道安全平稳运行的有效工具和手段行的有效工具和手段标准化是数字化的基础，标准化是数字化的基础，通通过标准化固化专项技术研过标准化固化专项技术研究究据据与应用的成果与应用的成果第 12 页现在现在未来未来5 5年年1.管道设计可视管道设计可视化化2.管道施工可视管道施工可视

9、化化3.管道运维可视管道运维可视化化4.仿真分析可视仿真分析可视 化化1.故障可预测故障可预测2.安全风险防范安全风险防范3.能耗可预测能耗可预测4.维修可预测维修可预测5.备件可预备件可预测测可预测可预测可视化可视化长长远远可决策可决策1.风险决风险决策策2.投资决策投资决策3.经营决策经营决策4.生产决生产决策策5.发展决策发展决策信息化信息化智能化管道思考XXXX智能化管道规划二、二、数字化数字化智能智能化化智慧化智慧化以以管道完管道完整整性管理性管理为为载载体体，结合，结合信信息化及数息化及数字字化技化技术术，推推进智能进智能化化管管道道建建设设 及运营，最终向智慧化管道方向发展。及运

10、营，最终向智慧化管道方向发展。第 13 页管理完整性管理完整性技术完整性技术完整性经济完整性经济完整性信息系统信息系统智能化管道思考XXXX智能化管道规划二、二、第 14 页智能化管道思考XXXX智能化管道顶层设计二、二、建章立制，体系化管理建章立制，体系化管理推动和规范管道完整性管理，提供一套实现管道完整性闭环管理的系统化方法和技术规范，发布管道完整性管理实施指南。实施管道完整性管理的纲 领性文件和全面实施完整 性管理的准则管理导管理导则则/作业指导书作业指导书管理指引管理指引管道完整性管理方案管道完整性管理方案一级文件（1份）二级文件（6份）三级文件（28份）四级文件（每年更新）规定管道完

11、整性管理某项 工作的内容及控制要求阐述管理指引文件中工作 内容的具体实现方法，指 导管道完整性管理的基础 作业对各管段的完整性管理 活动做出针对性的计划 和安排管理总则管理总则第 15 页 按照按照“四阶段五环节四阶段五环节”，建立建立开开展技展技术术完整完整性性体系体系智能化管道思考XXXX智能化管道顶层设计二、二、第 16 页通过风险评估，确定管道面临的风险主要包括第三方破坏风险、腐蚀风险、管道地质灾害风 险、管道本质安全风险等，并引入国内外先进的管道安全技术，制定了四个方面受控技术措施及相 关专项技术研究，着力实现管道风险24小时安全受控。第三方破坏风险受控技术第三方破坏风险受控技术无人

12、机巡检无人机巡检 视频巡线视频巡线 GPS 巡线巡线管管道光道光纤纤预预警系统警系统管管道应道应力力应应变监测技术变监测技术河河流穿流穿越越段段 管道检测技管道检测技 术术管管道道24小时受控小时受控地质灾害风险受控技术地质灾害风险受控技术腐蚀风险受控技术腐蚀风险受控技术智智能阴能阴保保监监控系统控系统管管道道ER腐蚀腐蚀监测技术监测技术本质安全风险受控技术本质安全风险受控技术管管道内道内检检测测管管道外道外检检测测技技术术技术技术专项技术研究专项技术研究在役天然气长输管道腐蚀数据综合在役天然气长输管道腐蚀数据综合分分析评析评价价体系体系研研究及究及工工程应用程应用含缺陷天然气管道适用性评价关

13、键含缺陷天然气管道适用性评价关键技技术研术研究究及应用及应用制管道大电流烧蚀模拟试验项目及制管道大电流烧蚀模拟试验项目及应应用用智能化管道思考XXXX智能化管道顶层设计二、二、第 17 页管道完整性管理平台已完成系统整体功能框架搭建，后续补充建设专业评价工具和 分析模型。开展生产运营协调管理信息系统项目建设，建立生产运营数据中心，为XXXX完整性管理系统提供数据支持。0102智能化管道思考XXXX智能化管道顶层设计二、二、第 18 页2012年年2013年年启动完整性启动完整性 管理管理2015年年2017年年2021年年2025年年2012-2013年年2013-2015年年2015-201

14、7年年2018-2020年年启动完整性管理（初启动完整性管理（初始始调查调查、建立建立组组织机织机构构、编、编制制实施实施规规划）划）管道、管道、接收接收站站和电和电厂厂试试点点管道成果推广，接收管道成果推广，接收站站继续继续试试点点建立建立管理体系、建立建立管理体系、技技术体术体系系；开；开发发经济经济完完整性整性模模型型、审审核工核工具具并应并应用用2021-2025年年 实现实现PDCA循环，循环，改改进进提升提升2014年年2015年年管道管道、接接收收站站和电厂试点和电厂试点管道试点成果推广管道试点成果推广 接收站、电厂试点接收站、电厂试点 XXXX体系编制体系编制2018年年202

15、0年年建立建立管管理体理体系系、技术、技术 体系体系；审核审核工工具、具、经经 济完整性济完整性改进与提升改进与提升智能化管道思考XXXX管道完整性实施计划二、二、第 19 页PART03智能化管道案例第 20 页智能化管道案例一：全生命周期智能化三、三、加强设计引领，将智能化运维需求加强设计引领，将智能化运维需求融融入到入到设设计阶段计阶段 开展管道智能化规划设计；开展三维数字化设计，建设管道信息平台，补充完善管道沿线敏感点信息，包括环评、地震、地质灾害、文物、压矿、安评、职评、水保及节能等；开发模拟建造、可视化交底、管线综合以及模型信息存储与共享等功能。第 21 页智能化管道案例一：全生命

16、周期智能化三、三、强化建设期管理，全面落实智能化强化建设期管理，全面落实智能化的的基本基本要要求求 数据共享中心建设；智能化平台建设；全生命周期数字化移交系统建设；智慧工地建设；智能化数据采集及处理系统建设；移动应用端系统建设；智能化培训及智能化运维管理系统建设。第 22 页智能化管道案例一：全生命周期智能化三、三、落实运营期智能化运维，实现智能落实运营期智能化运维，实现智能化化管理管理目目标标 现场作业主动安全管理；自动数据采集及风险评价；管道内检测及分析；管道保护智能监控：腐蚀智能监控，地质灾害智能监控等；维修保养智能管理；备品备件智能管理。第 23 页 提升站场自提升站场自动动化化控控制

17、制水平水平提高了调控中心对各输气站、阀室的工艺、仪表、通信、电力、阴保、暖通等系统的感知能力；建立运检维建立运检维一一体体化化体系体系 理清调控中心、管理处、维修队、作业区及无人站的管理权限，实现层 级管理；集中配置维修人员与设备，提升区域保障与管控能力，实现集中巡检；建立运检维一体化作业文件，实现区域化管理、运检维一体化。智能化管道案例二：无人值守站场三、三、第 24 页智能化管道案例三：无人机巡检三、三、油气管线无人机巡检管理系油气管线无人机巡检管理系统统功能名称功能名称效果展示效果展示功能介绍功能介绍虚拟浏览根据实际飞行作业场景，在 三维数字地图中模拟飞行作 业。测量测距提供了直线测量、

18、路径测量、面积测量等功能，可对管线 长度及管线周边威胁管线安 全的异常情况进行测量视点定位高该通过对坐标经纬度和视点度的输入，可直接锁定到 位置。智能识别效果智能识别效果双光吊舱地质灾害巡检双光吊舱地质灾害巡检-武当武当别院管道裸露别院管道裸露影像图片的快影像图片的快速速拼接拼接第 25 页智能化管道案例四：光纤预警三、三、在运行阶段，对光纤预警系统每一次报警 都进行了现场核实，巡线人员通过光纤预警系 统发现和处理了400余起第三方机械施工活动，并统计分析了各光纤预警系统的报警准确性及 定位精确度等主要技术指标，主要如下：序号试验段报警记录报警准确性定位精确度1东莞至园洲805220-50m6

19、5%2蓬江至双水48538650m80%3高栏港至斗门492520-100m51%光纤预警系统光纤预警系统第 26 页智能化管道案例五：地质灾害监测三、三、地质灾害监测系统地质灾害监测系统引入管道应力应变监测技术，对管道地质 灾害高风险点管道应力应变及周围土压力、水 压力、地层变形等进行监测、预警，避免管道 地质灾害发生造成管道损伤。制定管道应变监测及分析评价技术规定，弥补了无国标及行标3的.空白。第 27 页核心参数核心参数指标性能指标性能可检测的最小甲烷泄漏量可检测的最小甲烷泄漏量50ppm当量泄漏流量当量泄漏流量100L/min泄漏辨识准确性泄漏辨识准确性能够对周围噪音信号较好区别 性定

20、位精度定位精度5m/km支持多次辅助定位响应时间间隔响应时间间隔1-2循环周期对管道工况适应性对管道工况适应性能适应泥、土、砂等多种土壤 工况操作工况适应性操作工况适应性启停泵、调阀、倒罐对其无影 响可维护性可维护性检测机柜位于阀室或分输站设 备维护方便智能化管道案例六：微小泄漏监测三、三、管道微小泄漏监测系统管道微小泄漏监测系统第 28 页智能化管道案例七：阴极保护三、三、阴极保护电位远程监测系统阴极保护电位远程监测系统目前XXXX某管道公司采取73 台套设备覆盖全部站场阀室及线路干扰严重区域。正常工 作模式每30分钟采集管道电位、阴保站输数据，可远程实时监测管线阴极保护状况。第 29 页智

21、能化管道案例七：阴极保护三、三、阴极保护智能恒电位仪新型测试桩阴极保护智能恒电位仪新型测试桩率先应用了智能恒电位仪及智能阴保测试桩，实 现了24小时自动监测无死角，解决了24小时阴保达 标的难题，既保证白天强干扰情况下阴保达标，还避 免了夜间地铁停运后的阴保过保护带来的氢脆问题。设计一种新型复合材料阴极保护测试桩，采用 耐候型玻璃钢材料，解决桩体本身的腐蚀问题，接 线进行标准化，以便于阴保系统科学测试。第 30 页智能化管道案例八：第三方破坏管理三、三、05050404030302020101围围蔽蔽、隔断隔断及及人人员员难难以以 到到达达的的区区段段，采采用用无无人人 机巡查机巡查。一对一拓

22、展预警一对一拓展预警联联防渠道防渠道，全线有在册及全线有在册及潜潜在信息在信息员员 200余名。余名。管道敏感区段增管道敏感区段增设设无线无线 视频监控视频监控依照管道依照管道现现状环状环境境设置设置巡巡 线频率，每日线频率，每日24次。次。推推动管动管道道安防安防大大数数据据管管 理理，提提高高预预测测预预判判能能力力。管道第三方破坏风险受控技术管道第三方破坏风险受控技术人防、技防及信息防人防、技防及信息防第 31 页智能化管道案例八：第三方破坏管理三、三、视频巡视频巡线线系统功能系统功能巡检范围白天半径6公里，夜晚红外线巡视半径3公里，管道占压自动报警功能。在高后果区、高风险管段增设视频监

23、控，进行24小时巡视。无线视无线视频频监控监控自主创新应用便携式和固定杆式无线视频监 控系统，在全线多个敏感区段安装使用。第 32 页智能化管道案例八：第三方破坏管理三、三、属地活跃度可视化高发行政区域作业时间可视化 高峰作业时间作业位置可视化 高风险区段管道安防数据可视化管道安防数据可视化-数据溯源及数据溯源及预预警警第 33 页智能化管道案例九：管道内检测三、三、管道内检测数据对比分析管道内检测数据对比分析首次开展了两轮内检测数据的比对分析工作，并创造性的提出由“核心数据提取、多源数据 综合分析评价、根本原因分析、改进措施”构成的“在役陆上油气管道完整性综合分析评价”四 步循环模式，有效提

24、升了数据的综合利用水平。第 34 页智能化管道案例九：管道内检测三、三、管道内检测数据数据对齐管道内检测数据数据对齐管道管道中线中线坐坐标与标与里里程转程转换换软件软件坐标坐标转换转换里里程程里程里程转换转换坐坐标标单点单点转换转换批量批量转换转换单点单点转换转换批量批量转换转换第 35 页智能化管道案例十：相关研究及应用三、三、含缺陷天然气管道适用性评价关键含缺陷天然气管道适用性评价关键技技术研术研究究及应及应用用数据数据收收集集拘束状态下含拘束状态下含缺陷焊缝评价缺陷焊缝评价 首次在考虑拘束度的情况下，对管道的环焊缝断裂韧性 CTOD值进行测试分析，明确了拘束对管道的环焊缝性能 的影响，同

25、时实现了国内首次对含缺陷焊缝在内压及外部 动态弯曲加载条件下足尺寸爆破试验缺陷及安全评缺陷及安全评 价软件价软件 探索出一套管道在考虑拘束条件下的缺陷及安全状态评价 方法 开发管道缺陷及安全状态评价系统软件一套可接受焊缝缺可接受焊缝缺 填补在役管道焊缝缺陷精准评价的空白陷临界值陷临界值管道规格（管径管道规格（管径壁厚）壁厚）91415.976214.361012.74579.5323.98.4缺陷高度缺陷高度mm允许的临界长度值 mm3.6-4.031326026293.1-3.5464723033392.6 3.018516223053702.1-2.53502902301701201.6

26、2.0350290230170-1201.1-1.53502902301701200.0 1.0350290230170120 计算管道可接受焊缝缺陷临界值计算管道可接受焊缝缺陷临界值第 36 页智能化管道案例十：相关研究及应用三、三、钢制管道大电流烧蚀模拟试验项目钢制管道大电流烧蚀模拟试验项目及及应应用用强雷电与强雷电与 埋地管道埋地管道 填补强雷电对埋地管道可能造成的烧蚀影响研究的空白 国内外首次成功获得雷电烧蚀管道的影响因素及规律致损机理致损机理研究研究 建立了国内外首套雷击电流烧蚀管道的模拟试验专用装置和故障电流对管道烧 蚀模拟试验专用装置，并通过实验室模拟雷击管道实验、软件数值模拟技

27、术、雷击监测大数据分析技术等对雷击管道致损机理进行了深入系统地研究风险削减风险削减 首次提出采取大电流屏蔽、定点雷击戒备服务、加密检测频率和专项识别雷击 管道缺陷信号特征等措施，削减雷击管道风险第 37 页智能化管道案例十：相关研究及应用三、三、管道剩余强度分析管道剩余强度分析针对管道点蚀、径向沟槽、轴向沟槽、大面积腐蚀、点蚀群等缺陷类型，在设计工况荷载、操作工况荷载下分析管道详细的应力分布和剩余强度，通过特定的腐蚀速率模型，评价管道的剩余寿命。第 38 页PART04结束语第 39 页结束语四、四、XXXX在利用物联网技术、大数据开展管道第三方活动、阴保管理、地质灾害等方面做了一定探索，初步构建了贯穿规划投资、设计建造、运营维护、废弃处置四个阶段的管道全生命周期管理平台，但尚有如下几点问题，需要进一步 探讨完善：智能化建设及运营的集团级统一构架有待进一步完善；数字化建设及应用有待进一步深化提升；设计阶段的智能化建设有待进一步加强。