数字化监测在管道气及CNG安全管控中的应用

宋金成

身份证：140202198803046530

摘要：随着城镇燃气管网规模化、CNG加气站网络化发展，燃气输储用环节的安全风险呈现隐蔽化、复杂化、突发化特征，传统人工巡检、定点值守的安全管控模式已难以适配现代化燃气安全管理需求。数字化监测技术依托物联网、大数据、智能传感、GIS地理信息等前沿技术，构建全方位、全天候、智能化的燃气安全监测体系，可有效弥补传统管控模式的短板。

关键词：数字化监测；管道气；CNG；安全管控；智能预警

一、引言

天然气作为清洁高效的化石能源，广泛应用于工业生产、商业服务、居民生活等领域，是我国能源结构转型升级的核心支撑能源。管道气是天然气长距离、规模化输送的主要形式，CNG（压缩天然气）则凭借储运灵活、适配性强的特点，广泛应用于车用燃气、偏远区域供气等场景，二者共同构成了城镇天然气输配应用体系。燃气属于易燃易爆高危介质，在管道输送、高压储存、现场加注、终端使用全流程中，易受管道老化、第三方施工破坏、设备故障、环境干扰、人为操作失误等因素影响，引发泄漏、爆炸、火灾等安全事故，造成人员伤亡与财产损失，严重威胁公共安全与行业稳定发展。

二、管道气及CNG传统安全管控现存痛点

2.1 管道气传统管控痛点

城镇燃气管道覆盖范围广、敷设环境复杂，部分老旧管网存在腐蚀、老化、焊缝缺陷等隐性隐患，传统人工巡检模式仅能排查地表可见问题，无法精准识别管道内部微小泄漏、压力异常、地层沉降引发的管道形变等隐蔽风险。同时，人工巡检频次有限、人力成本高，受天气、地形、人员专业能力等因素影响较大，极易出现巡检盲区与漏检问题。此外，传统管道运维数据多为纸质记录、碎片化存储，无法实现管网运行数据的实时汇总与动态分析，难以预判风险发展趋势，当发生第三方施工破坏、管道超压运行等突发情况时，无法第一时间捕捉异常，导致隐患处置不及时，极易引发安全事故。

2.2 CNG传统管控痛点

CNG加气站属于高压高危作业场所，设备长期处于高压运行状态，储气井、加气机、管路阀门等设备易出现密封失效、压力波动、管路破损等问题。传统CNG安全管控依赖人工定时抄表、设备定期检修、现场值守巡查，对设备运行参数、环境可燃气体浓度、设备温度等关键指标的监测存在间断性。人工监测数据误差较大，无法实现24小时不间断监测，对于夜间、恶劣天气等特殊时段的隐性风险难以有效管控。同时，传统管控模式缺乏智能预警机制，仅能在事故发生后开展处置，无法提前预判设备故障与泄漏风险，应急处置的主动性、时效性严重不足。此外，各加气站数据独立存储，无法实现区域化统筹管控，行业安全监管效率偏低。

三、燃气安全管控数字化监测核心技术体系

3.1 智能传感监测技术

智能传感器是数字化监测系统的感知终端，是数据采集的核心载体。针对燃气安全管控场景，主要包含可燃气体传感器、压力传感器、温度传感器、振动传感器、流量传感器等设备。各类传感器可实时采集管道及CNG设备的运行压力、介质流量、设备温度、环境燃气浓度、管道振动等核心参数，具备高精度、低功耗、抗干扰能力强的特点，可适应户外复杂工况与高压作业环境。其中，光纤传感技术可精准捕捉管道微小形变与振动信号，有效识别第三方施工破坏行为，大幅提升管道监测灵敏度。传感器采集的实时数据为后续智能分析、风险研判提供精准的数据支撑，是数字化监测体系的基础核心。

3.2 物联网数据传输技术

物联网技术承担着数据传输与互联互通的核心功能，通过5G、窄带物联网（NB-IoT）、无线射频等通信技术，将前端各类传感器采集的监测数据实时传输至后台管理平台，打破设备与平台、站点与站点之间的数据壁垒。相较于传统有线传输模式，物联网无线传输技术部署便捷、适应性强、传输延迟低，可适配长距离管道、分散式CNG加气站的组网需求，实现监测数据的全天候、不间断、稳定传输，保障数据实时性与完整性，杜绝数据滞后、丢失等问题。

四、数字化监测在管道气及CNG安全管控中的具体应用

4.1 在管道气安全管控中的应用

管道气输送流程长、覆盖范围广、运行环境复杂，数字化监测技术可实现管网运行全流程、全方位动态管控，全面解决传统巡检的短板问题。首先，实现管网运行参数实时监测。在燃气主干管、支线、阀门节点等关键点位布设压力、流量、温度传感器，实时采集管网运行参数，动态监测管网输配工况，一旦出现管道超压、流量骤变、温度异常等情况，系统立即触发预警，工作人员可快速排查管道堵塞、泄漏、阀门故障等隐患，保障管网稳定运行。针对河流穿越、高落差等复杂地形管网，系统可自动提升监测频次，提高特殊工况监测精度。

4.2 在CNG安全管控中的应用

CNG加气站高压设备集中、作业风险集中，数字化监测技术可实现站点设备、作业环境、运行工况的全方位智能管控，覆盖储气、加压、加注全作业流程。一是设备运行状态实时管控。在CNG储气井、储气瓶组、压缩机、加气机等核心设备布设监测终端，实时监测设备运行压力、温度、振动、密封状态等关键参数，全程把控高压设备运行工况。当设备出现压力超标、温度异常、密封泄漏等隐患时，系统自动分级预警，避免高压设备超压运行引发的爆炸、泄漏事故。

二是作业环境安全智能监测。在加气区域、设备机房、储气区域等重点区域布设可燃气体浓度传感器、温湿度传感器、烟雾传感器，24小时不间断监测作业环境安全状态。一旦出现燃气泄漏、温度过高、烟雾超标等情况，系统立即触发声光预警，同步联动排风、切断供气等安全防护设备，快速控制风险扩散，杜绝火灾、爆炸事故发生。同时，结合智能视频监控与AI图像识别技术，可自动识别操作人员未佩戴防护用具、违规操作、无关人员闯入等不安全行为，实现作业行为智能监管。

三是站点数据统筹与应急智能化处置。搭建区域CNG站点数字化管控平台，整合各站点运行数据、设备状态、隐患信息，实现区域化统一监管、数据共享、联动调度。系统可自动统计站点安全隐患、设备故障、运维记录，生成安全分析报告，为站点安全管理优化提供数据支撑。当发生突发安全隐患时，平台可精准定位隐患位置、评估风险等级，自动推送应急处置流程与物资调配方案，缩短应急响应时间，提升CNG站点安全管控与应急处置的智能化水平。

五、数字化监测应用现存问题

5.1 设备部署与运维水平参差不齐

目前燃气行业数字化监测改造进度不均衡，大型燃气企业数字化改造较为完善，而中小型企业、县域燃气站点存在监测设备布设不全、老旧设备未迭代、监测点位覆盖不足等问题。部分户外监测传感器长期暴露在风雨、高温、低温等恶劣环境中，易出现设备老化、精度偏移、信号不稳定等问题，且缺乏常态化设备校准与维护机制，导致监测数据精准度下降，影响风险研判效果。同时，部分偏远管网、小型CNG站点存在组网困难、信号传输不稳定等问题，无法实现全天候稳定监测。

5.2 数据融合与智能化程度不足

多数燃气企业的数字化监测系统存在数据碎片化问题，管网监测、CNG设备监测、视频监控、运维管理等系统相互独立，数据无法互通共享，形成“信息孤岛”，难以实现多源数据融合分析。同时，现有智能分析模型适配性不足，部分系统仅能实现简单阈值预警，无法结合环境变化、设备老化、工况波动等多重因素开展深度风险研判，对隐性、长期性隐患的预判能力较弱，智能化管控水平有待进一步提升。

六、结论

数字化监测技术是燃气行业安全管控转型升级的核心手段，彻底颠覆了传统人工主导的粗放式安全管理模式，通过智能感知、实时传输、大数据分析、智能预警、可视化管控，实现了管道气输送、CNG储运加注全流程安全风险的动态化、精细化、智能化管控，有效解决了传统管控模式监测滞后、隐患漏判、应急迟缓、管理低效等痛点，大幅提升了燃气行业安全防控能力与应急处置水平。

参考文献

[1]李欣,王艳,杨玉坤.焊接过程数字化监测与质量控制[J].焊接技术,2026,55(8):109-112.

[2]苏宁.建筑工程施工中深基坑支护施工技术管理研究[J].建设机械技术与管理,2026,39(4):144-146.

[3]郭保国.面向施工效率与能耗控制的超高层建筑临时支撑系统优化设计[J].世界家苑,2026,(16):91-93.

[4]赵云涛,韩赛赛,刘世超.循环粪污管理与数字化环保解决方案研究[J].畜牧业环境,2026,(17):78-79.

...