qz——次高壓管道所需供氣流量(折算成標準狀態(tài))，m³／h

n——所有次高壓一中壓調(diào)壓站的總數(shù)量

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式中qu——清管器或檢測器上游進氣流量(折算成標準狀態(tài))，m³／h

qd——清管器或檢測器下游進氣的理論控制流量(折算成標準狀態(tài))，m³／h

在1、2、3位置時，分別計算qs、qd的實例如下。

在位置1時，m＝1，k＝0，n＝22，則：

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在位置2時，m＝4，k＝1，n＝22，則：

?

在位置3時，m＝13，k＝2，n＝22，則：

?

發(fā)球門站的實際流量為SCADA系統(tǒng)采集的坪山門站的流量值；下游進氣的實際流量為SCADA系統(tǒng)采集的安托山門站流量、留仙洞高壓—次高調(diào)壓站流量、求雨嶺門站高壓一次高調(diào)壓橇的流量、清管器或檢測器下游的LNG應(yīng)急氣化站流量之和。通過計算的理論控制值與SCADA系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)比較，調(diào)整進氣廠站的流量，進而控制清管器或檢測器的速度。

①內(nèi)檢測設(shè)標點錄入與維護

a．增加設(shè)標點圖層，在圖層導(dǎo)航樹增加節(jié)點，控制圖層的顯示，按清管設(shè)標點、檢測設(shè)標點分不同符號渲染。

b．增加設(shè)標點圖層的空間屬性錄入、查詢及渲染功能。

c．對設(shè)標點進行空間分析，利用GIS渲染功能，讓即將到達的設(shè)標點閃爍顯示。

②數(shù)據(jù)標簽管理

清管模塊增加門站、LNG應(yīng)急氣化站、次高壓—中壓調(diào)壓站、閥室的SCADA數(shù)據(jù)標簽管理：

a．增加門站進站流量、壓力及站內(nèi)次高壓—中壓調(diào)壓橇流量的SCADA數(shù)據(jù)標簽、LNG應(yīng)急氣化站流量的SCADA數(shù)據(jù)標簽。

b．增加次高壓—中壓調(diào)壓站流量、進站壓力的SCADA數(shù)據(jù)標簽。

c．增加閥室壓力的SCADA數(shù)據(jù)標簽。

③清管模塊中的作業(yè)管理

a．新建內(nèi)檢測作業(yè)，輸入內(nèi)檢測作業(yè)名稱、作業(yè)開始時間、預(yù)設(shè)清管器或檢測器的平均速度，選擇作業(yè)類型(清管作業(yè)或檢測作業(yè))、作業(yè)起止門站，確認輸入后，模塊對內(nèi)檢測設(shè)標點數(shù)據(jù)初始化處理。

b．作業(yè)過程中錄入清管器或檢測器到達設(shè)標點的實際時間及跟球人員信息。作業(yè)結(jié)束時，保存設(shè)標點的空間位置信息、環(huán)境信息、跟蹤方式、清管器或檢測器的預(yù)計到達時間、預(yù)設(shè)平均速度、實際平均速度、發(fā)球門站的理論控制流量、下游進氣理論控制流量、上游壓力、檢測人員等作業(yè)信息，信息可導(dǎo)出為Excel表格。

④作業(yè)路徑分析

a．根據(jù)起止門站進行拓撲分析，自動確定清管或檢測路徑。

b．根據(jù)選擇的作業(yè)類型自動過濾設(shè)標點。

c．對設(shè)標點進行空間分析，確定路徑上的點，逐點分析上游次高壓—中壓調(diào)壓站與最近的閥室，并自動計算其到發(fā)球門站的里程。

⑤作業(yè)過程相關(guān)參數(shù)的自動計算

a．獲取門站、次高壓—中壓調(diào)壓站、閥室壓力與流量的SCADA數(shù)據(jù)，利用GIS中支持SCADA數(shù)據(jù)標簽的算術(shù)表達式功能，解決次高壓—中壓調(diào)壓橇多路計量供氣的流量計算問題。

b．拓撲分析當(dāng)前設(shè)標點的上游次高壓—中壓調(diào)壓站流量、上游最近閥室的壓力參數(shù)，根據(jù)給定公式計算理論推球輸氣流量、發(fā)球門站的理論控制流量、下游進氣理論控制流量。

c．選擇設(shè)標點，輸入實際到達時間與檢測人員，根據(jù)各設(shè)標點與門站的距離，自動計算通過該設(shè)標點的實際速度。

d．根據(jù)各設(shè)標點與門站的距離、作業(yè)開始時間、實際運行速度及清管器或檢測器下游各段的預(yù)設(shè)平均速度，計算清管器或檢測器下游各設(shè)標點的預(yù)計到達時間。每錄入一個清管器或檢測器通過設(shè)標點的實際時間，模塊就自動計算其實際運行速度，自動更新下游各設(shè)標點的預(yù)計到達時間。

e．即將到達的設(shè)標點閃爍顯示，并在GIS界面顯示發(fā)球門站的理論控制流量、發(fā)球門站實際流量、預(yù)設(shè)清管器或檢測器的平均速度和實際速度、預(yù)計到達時間等重要作業(yè)參數(shù)。

在29次的清管作業(yè)、1次變形檢測的作業(yè)中，該模塊滿足設(shè)計要求，直觀地給調(diào)度及作業(yè)人員提供了詳細的作業(yè)信息，見圖2。

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該模塊的應(yīng)用效果主要體現(xiàn)在如下4個方面：

①清管器或檢測器的運行速度控制易于實現(xiàn)。通過清管模塊的作業(yè)界面顯示的發(fā)球門站理論控制流量和實際流量、下游門站的控制流量和實際流量，調(diào)度人員根據(jù)理論值與實際值的偏差，結(jié)合上一設(shè)標點的實際平均速度，調(diào)整門站供氣流量，實現(xiàn)球速(指清管器或檢測器的速度)控制。如第22次的清管作業(yè)中，跟球人員記錄的人工跟蹤設(shè)標點的球速均控制在1～3m／s。

②準確預(yù)測清管器或檢測器到達各設(shè)標點的時間，調(diào)度人員及時通知工藝操作組進行次高壓—中壓調(diào)壓站的停供、恢復(fù)，減少了停氣對用戶的影響。也使管道跟球小組的滾動式安排更合理，節(jié)省了人力。

每次錄入通過設(shè)標點的實際時間后，模塊自動進行預(yù)測到達時間的重新計算，自動更新預(yù)測時間。因此，在正常運行的情況下，預(yù)測到達時間與實際到達時間的偏差一般在5min以內(nèi)。

③合理安排各供氣門站的供氣流量。界面顯示了下游進氣的理論流量、實際進氣流量、各供氣門站的實時流量，依據(jù)這些數(shù)據(jù)調(diào)整流量，與發(fā)球門站流量配合，實現(xiàn)球速的有效控制。

④數(shù)據(jù)的記錄、儲存功能。記錄、儲存的信息包括：設(shè)標點信息、預(yù)設(shè)清管器或檢測器的平均速度、實際速度、發(fā)球門站及下游進氣的理論控制流量、預(yù)計到達和實際到達設(shè)標點的時間、各設(shè)標點到發(fā)球門站的距離、上游閥室的壓力等。該信息為清管器或檢測器運行過程的分析、流量與球速關(guān)系的分析提供數(shù)據(jù)。

在城市燃氣的GIS中進行清管模塊的開發(fā)，將信息化手段引入到內(nèi)檢測作業(yè)中，幫助調(diào)度人員快速、全面地掌控清管器和檢測器的運行情況，快速調(diào)整管網(wǎng)工況以適應(yīng)作業(yè)的工藝要求，有效調(diào)度各作業(yè)組，使人員安排更合理、有效，節(jié)省了人力成本，也提高了作業(yè)的可控性和安全性。

本模塊的不足之處在于無法完全依賴計算的理論控制流量實現(xiàn)球速的精確控制，雖然精度仍可滿足工程的要求。因為考慮模塊的通用性，在進行理論推球輸氣流量q0計算時忽略了以下方面因素對球速的影響：①壓力變化引起管道儲氣量變化，造成理論推球輸氣流量不等于實際推球輸氣流量。②不同類型的清管器及管道內(nèi)潔凈度不同造成阻力不同。③管道所處的地形、穿越施工方式不同使清管器或檢測器自重對速度的影響不同。所以完全按發(fā)球門站的理論控制流量qs、下游進氣理論控制流雖q。進行球速的控制時，實際球速與理論球速存在一定的偏差。因此，在應(yīng)用過程中需要調(diào)度人員根據(jù)前幾次清管器運行速度的歷史數(shù)據(jù)進行修正。通常實際球速與理論球速之比約為0.7～0.9，調(diào)度人員根據(jù)經(jīng)驗在門站的流量控制上按適當(dāng)比值修正，以更好控制球速。

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[1]高慧明，孟悅，井帥，等．城市燃氣管道內(nèi)檢測技術(shù)[J]．煤氣與熱力，2011，31(5)：A34-A36．