qz——次高壓管道所需供氣流量(折算成標(biāo)準(zhǔn)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(cè)器上游進(jìn)氣流量(折算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))，m3／h
qd——清管器或檢測(cè)器下游進(jìn)氣的理論控制流量(折算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))，m3／h
在1、2、3位置時(shí)，分別計(jì)算qs、qd的實(shí)例如下。
在位置1時(shí)，m＝1，k＝0，n＝22，則：
?
在位置2時(shí)，m＝4，k＝1，n＝22，則：
?
在位置3時(shí)，m＝13，k＝2，n＝22，則：
?
發(fā)球門站的實(shí)際流量為SCADA系統(tǒng)采集的坪山門站的流量值；下游進(jìn)氣的實(shí)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(cè)器下游的LNG應(yīng)急氣化站流量之和。通過計(jì)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(jìn)氣廠站的流量，進(jìn)而控制清管器或檢測(cè)器的速度。
3．2 模塊功能
①內(nèi)檢測(cè)設(shè)標(biāo)點(diǎn)錄入與維護(hù)
a．增加設(shè)標(biāo)點(diǎn)圖層，在圖層導(dǎo)航樹增加節(jié)點(diǎn)，控制圖層的顯示，按清管設(shè)標(biāo)點(diǎn)、檢測(cè)設(shè)標(biāo)點(diǎn)分不同符號(hào)渲染。
b．增加設(shè)標(biāo)點(diǎn)圖層的空間屬性錄入、查詢及渲染功能。
c．對(duì)設(shè)標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行空間分析，利用GIS渲染功能，讓即將到達(dá)的設(shè)標(biāo)點(diǎn)閃爍顯示。
②數(shù)據(jù)標(biāo)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(biāo)簽管理：
a．增加門站進(jìn)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(biāo)簽、LNG應(yīng)急氣化站流量的SCADA數(shù)據(jù)標(biāo)簽。
b．增加次高壓—中壓調(diào)壓站流量、進(jìn)站壓力的SCADA數(shù)據(jù)標(biāo)簽。
c．增加閥室壓力的SCADA數(shù)據(jù)標(biāo)簽。
③清管模塊中的作業(yè)管理
a．新建內(nèi)檢測(cè)作業(yè)，輸入內(nèi)檢測(cè)作業(yè)名稱、作業(yè)開始時(shí)間、預(yù)設(shè)清管器或檢測(cè)器的平均速度，選擇作業(yè)類型(清管作業(yè)或檢測(cè)作業(yè))、作業(yè)起止門站，確認(rèn)輸入后，模塊對(duì)內(nèi)檢測(cè)設(shè)標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)初始化處理。
b．作業(yè)過程中錄入清管器或檢測(cè)器到達(dá)設(shè)標(biāo)點(diǎn)的實(shí)際時(shí)間及跟球人員信息。作業(yè)結(jié)束時(shí)，保存設(shè)標(biāo)點(diǎn)的空間位置信息、環(huán)境信息、跟蹤方式、清管器或檢測(cè)器的預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間、預(yù)設(shè)平均速度、實(shí)際平均速度、發(fā)球門站的理論控制流量、下游進(jìn)氣理論控制流量、上游壓力、檢測(cè)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(jìn)行拓?fù)浞治?，自?dòng)確定清管或檢測(cè)路徑。
b．根據(jù)選擇的作業(yè)類型自動(dòng)過濾設(shè)標(biāo)點(diǎn)。
c．對(duì)設(shè)標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行空間分析，確定路徑上的點(diǎn)，逐點(diǎn)分析上游次高壓—中壓調(diào)壓站與最近的閥室，并自動(dòng)計(jì)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(dòng)計(jì)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(biāo)簽的算術(shù)表達(dá)式功能，解決次高壓—中壓調(diào)壓橇多路計(jì)量供氣的流量計(jì)算問題。
b．拓?fù)浞治霎?dāng)前設(shè)標(biāo)點(diǎn)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(jì)算理論推球輸氣流量、發(fā)球門站的理論控制流量、下游進(jìn)氣理論控制流量。
c．選擇設(shè)標(biāo)點(diǎn)，輸入實(shí)際到達(dá)時(shí)間與檢測(cè)人員，根據(jù)各設(shè)標(biāo)點(diǎn)與門站的距離，自動(dòng)計(jì)算通過該設(shè)標(biāo)點(diǎn)的實(shí)際速度。
d．根據(jù)各設(shè)標(biāo)點(diǎn)與門站的距離、作業(yè)開始時(shí)間、實(shí)際運(yùn)行速度及清管器或檢測(cè)器下游各段的預(yù)設(shè)平均速度，計(jì)算清管器或檢測(cè)器下游各設(shè)標(biāo)點(diǎn)的預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間。每錄入一個(gè)清管器或檢測(cè)器通過設(shè)標(biāo)點(diǎn)的實(shí)際時(shí)間，模塊就自動(dòng)計(jì)算其實(shí)際運(yùn)行速度，自動(dòng)更新下游各設(shè)標(biāo)點(diǎn)的預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間。
e．即將到達(dá)的設(shè)標(biāo)點(diǎn)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(shí)際流量、預(yù)設(shè)清管器或檢測(cè)器的平均速度和實(shí)際速度、預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間等重要作業(yè)參數(shù)。
4 模塊的應(yīng)用效果
在29次的清管作業(yè)、1次變形檢測(cè)的作業(yè)中，該模塊滿足設(shè)計(jì)要求，直觀地給調(diào)度及作業(yè)人員提供了詳細(xì)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(gè)方面：
①清管器或檢測(cè)器的運(yùn)行速度控制易于實(shí)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(shí)際流量、下游門站的控制流量和實(shí)際流量，調(diào)度人員根據(jù)理論值與實(shí)際值的偏差，結(jié)合上一設(shè)標(biāo)點(diǎn)的實(shí)際平均速度，調(diào)整門站供氣流量，實(shí)現(xiàn)球速(指清管器或檢測(cè)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(biāo)點(diǎn)的球速均控制在1～3m／s。
②準(zhǔn)確預(yù)測(cè)清管器或檢測(cè)器到達(dá)各設(shè)標(biāo)點(diǎn)的時(shí)間，調(diào)度人員及時(shí)通知工藝操作組進(jìn)行次高壓—中壓調(diào)壓站的停供、恢復(fù)，減少了停氣對(duì)用戶的影響。也使管道跟球小組的滾動(dòng)式安排更合理，節(jié)省了人力。
每次錄入通過設(shè)標(biāo)點(diǎn)的實(shí)際時(shí)間后，模塊自動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)到達(dá)時(shí)間的重新計(jì)算，自動(dòng)更新預(yù)測(cè)時(shí)間。因此，在正常運(yùn)行的情況下，預(yù)測(cè)到達(dá)時(shí)間與實(shí)際到達(dá)時(shí)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(jìn)氣的理論流量、實(shí)際進(jìn)氣流量、各供氣門站的實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)球速的有效控制。
④數(shù)據(jù)的記錄、儲(chǔ)存功能。記錄、儲(chǔ)存的信息包括：設(shè)標(biāo)點(diǎn)信息、預(yù)設(shè)清管器或檢測(cè)器的平均速度、實(shí)際速度、發(fā)球門站及下游進(jìn)氣的理論控制流量、預(yù)計(jì)到達(dá)和實(shí)際到達(dá)設(shè)標(biāo)點(diǎn)的時(shí)間、各設(shè)標(biāo)點(diǎn)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(cè)器運(yùn)行過程的分析、流量與球速關(guān)系的分析提供數(shù)據(jù)。
5 結(jié)語
在城市燃?xì)獾腉IS中進(jìn)行清管模塊的開發(fā)，將信息化手段引入到內(nèi)檢測(cè)作業(yè)中，幫助調(diào)度人員快速、全面地掌控清管器和檢測(cè)器的運(yùn)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(jì)算的理論控制流量實(shí)現(xiàn)球速的精確控制，雖然精度仍可滿足工程的要求。因?yàn)榭紤]模塊的通用性，在進(jìn)行理論推球輸氣流量q0計(jì)算時(shí)忽略了以下方面因素對(duì)球速的影響：①壓力變化引起管道儲(chǔ)氣量變化，造成理論推球輸氣流量不等于實(shí)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(cè)器自重對(duì)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(jìn)氣理論控制流雖q。進(jìn)行球速的控制時(shí)，實(shí)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(yùn)行速度的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。通常實(shí)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(yàn)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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參考文獻(xiàn)：
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