地下管線是城市運轉的“生命線”。人們日常所需的天然氣、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，長達數千公里、蜿蜒曲折的地下燃氣管道究竟埋在哪些區域？管道是否存在缺陷或安全隱患？如何實現城市燃氣管網立體化、直觀化與數字化，讓“不可見”的管網“了然于心”，這是佛燃能源一直在做的事。
應對安全挑戰刻不容緩
截至2021年，全國燃氣管網長度105.489萬公里，其中天然氣管網長度達103.680萬公里。近年來，隨著城市燃氣快速發展，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嚴峻。中國城市燃氣協會披露的數據顯示，2021年全年共發生燃氣事故1140起（不含港澳臺），造成106人死亡。按事故類型統計，管網事故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，佛然能源業務總監兼佛燃科技副總經理馮少廣博士認為，國內早期投入運營的低壓管網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，導致管網系統腐蝕穿孔事故頻發。此外，隨著城市建設步伐的加快，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、電網等改造工程，也給燃氣管線安全運行帶來較大挑戰，由于管道位置不明或施工不規范，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濟損失高達數十億元，還造成巨大的資源浪費。”業內專家指出，城市燃氣管網管理線長面廣量大，涉及監管部門多達十幾個，綜合協調工作繁瑣，存在權責錯位、職責交叉、監管空白等問題，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，國務院辦公廳印發《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。
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上分步驟進行。據記者了解，從上游氣田開采的天然氣凈化后經國家主干管網輸送，進入城市門站交接給下游城市燃氣企業，最后向毛細血管一樣輸送到終端用戶，過程環節眾多，管理難度頗高。
“數據收集一直是困擾業內的一大難題。”馮少廣坦言，國內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，管網數據不全，甚至連管道位置信息都不太掌握。
佛燃科技內檢測業務總監趙曉明博士介紹，此前管網管理模式是哪里泄漏就去哪里搶修，現在已轉變管理思路，通過定期檢測，把隱患消除在萌芽狀態。建立起從數據收集、檢測分析、現場修復一整套管道完整性管理流程。
▲智能陰極保護樁，24小時遠程監控地鐵或電網溢出的雜散電流，及時向外引導電流，降低對管網的影響。
“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檢兩大類技術，外檢可以通俗類比為拍X光，即人在地面上，通過技術手段了解地下管道情況；內檢可以通俗類比為腸胃鏡檢測，將檢測裝置放到管道內部運行，檢測管道內部及本體特征。我國油氣管道，包括長輸管道、集輸管道以及城市燃氣管網，綜合內檢測領域還未完全解決“卡脖子”難題，先進技術多依賴國外廠商。近年來，以國家管網、中國特檢院、沈陽工業大學、佛燃能源等為代表的科研院所和企業正致力于國產化技術替代，同時著眼各種特殊應用場景開展專用檢測裝備研發。
事故可以有效預防
據介紹，佛燃能源自1993年成立以來，沒有發生過重大安全事故，做對了什么？
“國內不少燃氣公司管道檢測工作都是通過委托外部隊伍開展，檢測設備、人員技術水平參差不齊。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，并自主研發專用檢測設備與檢測技術，培養了一批專注于檢測工作的專業人才，確保燃氣管網長久安全運行。”佛燃能源外檢測業務經理曹光貴介紹。
在馮少廣看來，燃氣管道安全事故在一定程度上是可以預防的。在建設初期，建設方務必嚴把質量關，嚴格按照國家法規以及技術要求施工，從源頭上減少隱患因素。再次，在投產運行后，建立健全的管網定檢與巡檢體系，把安全隱患扼殺在搖籃里。最后，企業通過建立健全的應急預案，一旦出現突發情況，立即處理從而避免事故發生。其中，數智化建設是工作的重中之重。
近年來，佛燃能源在數智化浪潮下，在已有的管道陰極保護智能采集與遠傳系統、燃氣管網地理信息系統（GIS）、燃氣管網監測系統（SCADA）的基礎之上，開發了基于檢測的信息管理系統（LIMS），進而實現所有檢測數據的有效管理與充分利用，還將建立全面的管網大數據平臺，囊括包括管道建設到運營期完整的施工及運營資料，歷次管道內外檢測數據，實時監控用氣量、送氣峰值調度，構建城市燃氣管網的完整性管理體系，并緊密跟蹤管網安全狀況，建立管網故障發現及應急預警體系。
修煉“絕技”做好“檢測員”
在管道綜合內檢測方面，佛燃能源已實現多類型檢測器設計與加工、管道現場內檢測作業、檢測數據分析與完整性管理等全流程管控。掌握國內外主流高壓管道漏磁內檢測技術，并成功完成了自主研發內檢測器的現場運行，通過實地技術比對確認自研檢測器性能達到國際先進水平。研發了短距離牽拉式和長距離自動力式管道高精度測繪內檢測器，可以準確定位埋地管道位置并提供管道內部圖像、變形數據，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。
▲團隊自主研發的牽拉式管道高精度測繪內檢測器，可對介質管道的中心線進行高精度測繪。
▲團隊自主研發的管道三軸高清漏磁+變形復合檢測器，一次運行同時檢測：腐蝕、變形、彎曲、應力。
▲高精準燃氣泄漏檢測車，PPB（十億分之一）級精度，北斗系統10厘米級地位，最大檢測空間150米，第四代極光分析技術和專有探測軟件算法。
針對投產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了高效率、低成本的專項內檢測器，精準定位管道建設方和運營方的需求痛點，可極大降低建設運營成本，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。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，技術人員必須抓住設備數值變動的瞬間，才能夠得到較為精確的結果。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、CIPS/DCVG密間隔電位監測儀、管道三維姿態測量儀、超聲波相空陣檢測儀等一批先進的設備系統。通過對設備的有效利用，檢測團隊掌握了大埋深管道探測技術、過河管道綜合檢測與評價技術、復雜環境下外防腐層精確判別技術等“絕技”。
