論管道輸油泄漏安全監(jiān)測系統(tǒng)的硬件軟件

張鋒

【摘 要】本文對國內(nèi)外輸油管道泄漏安全檢測方法進行了簡要分析，并對輸油管道防盜監(jiān)測的方法探討。針對輸油管道防盜監(jiān)測問題，分析指出了輸油管道防盜監(jiān)測系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是管道泄漏警及泄漏點的精點確位。

【關(guān)鍵詞】管道輸油；安全監(jiān)測；硬件；軟件

近些年來，輸油管線經(jīng)人為的打孔盜油及南于腐蝕造成穿孔而泄漏的事故屢屢發(fā)生，嚴重干擾了正常社會生產(chǎn)生活，并造成巨大的經(jīng)濟損失。據(jù)不完全統(tǒng)計，每年由于打孔盜油和腐蝕穿孔導(dǎo)致管線泄露造成的經(jīng)濟損失可高達上千萬元。因此，對輸油管線防泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的研究及應(yīng)用成為油田和管道輸油企業(yè)迫在解決的問題。

1.國內(nèi)外輸油管道泄漏監(jiān)測技術(shù)的現(xiàn)狀原始方法一種傳統(tǒng)的泄漏檢測方法

主要是用人或經(jīng)過訓(xùn)練的動物沿經(jīng)管線行走來查看管道附件的異常情況、聞管道中釋放出的氣味、聽聲音等。這種方法可以做到直接準確，但實時性差，且耗費大量的人力。

1.1硬件方法

對于硬件方法，主要是通過直觀檢測器、聲學(xué)檢測器、氣體檢測器、壓力檢測器等檢測直觀檢測器利用了溫度傳感器測定泄漏處的溫度變化，如將多傳感器電纜鋪設(shè)在管線的附近周圍，通過溫度的變化得出采樣結(jié)果，通過對比歸納反饋得出新的信息，確知油氣泄露與否。聲學(xué)檢測器是當(dāng)泄漏發(fā)生時，流體流出管道會自動發(fā)出聲音，利用聲波，按照管道內(nèi)流體的物理屬性決定的速度傳播，通過聲音檢測器檢測出這種波而及時發(fā)現(xiàn)泄漏。

1.2軟件方法

SCADA的應(yīng)用：

利用sCADA系統(tǒng)提供的流量、壓力、溫度等數(shù)據(jù)，通過流量或壓力變化、質(zhì)量以及體積平衡、動力模型和壓力點分析軟件的方法檢測泄漏。今天的ScADA系統(tǒng)已超過了單一“監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集”的概念，經(jīng)過scADA系統(tǒng)功能的擴展和專用功能軟件的開發(fā)和應(yīng)用，使scADA系統(tǒng)己從早、中期的數(shù)據(jù)處理、報警、控制等功能發(fā)展到能滿足各公司生產(chǎn)、經(jīng)營管理及未來發(fā)展的需要，成為具備更多功能的系統(tǒng)。

2.管道泄漏監(jiān)測技術(shù)的研究

通過對國內(nèi)外各種管道泄漏檢測技術(shù)的分折對比，結(jié)合輸油管道防盜監(jiān)測的特殊要求，田油氣集輸公司和管道輸油企業(yè)等單位組織開展了廣泛深入的調(diào)查研究。防盜監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵解決兩方面的問題：一是管道泄漏檢測的報警，二是泄漏點的精確定位。針對這兩項關(guān)鍵技術(shù)而采用的技術(shù)思路是：以負壓波檢測法為主，和流量檢測法相結(jié)合。

首先.我們來看看負壓波法。

2.1系統(tǒng)硬件總體方案

（1）計算機系統(tǒng)：在管道的上下游兩端各安裝了套工業(yè)控制計算機，用于數(shù)據(jù)采集及軟件處理。

（2）一次儀表：壓力變送器、溫度變送器、流量傳感器。

（3）數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)：兩套擴頻微波設(shè)備，用于實時數(shù)據(jù)傳輸。

2.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，壓力采樣是利用PCI818-HD的接口函數(shù)實現(xiàn)的。PcL818-HD為16通道l00kHz高增益DAS卡，具有16路單端或8路差分模擬量輸入，有100kHz12位A/D轉(zhuǎn)換能力，附有l(wèi)K FIFO，可對每個通道的增益進行編程，可使剛帶JDMA的自動通道/增益掃描。PCI818-HD具有一個用于讀取微弱信號的高增益（最高1000）可編程放大器。此卡提供了5個最常用的測量和控制功能，即12位A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出和計數(shù)器/定時器。

2.3壓力傳感器

負壓波法泄漏撿測要求壓力傳感器具有非常高的分辨率以及靈敏度，并且具有很高的穩(wěn)定性，可選用cYBl5系列藍寶石高溫壓力變送器，它采用進口高精度藍寶石壓力傳感器，并經(jīng)過特定的信號提取及剝離等專利技術(shù)進行丁溫度及進行線性化補償，產(chǎn)品具有溫度范同廣精確度高、穩(wěn)定性強、壓力范圍寬、耐磨、抗沖擊、防腐等顯著特點。

2.4數(shù)據(jù)傳輸通訊

通訊采用無線網(wǎng)橋，計算機采用網(wǎng)卡實現(xiàn)計算機與計算機之問的無線網(wǎng)絡(luò)連接?；跀U頻技術(shù)的計算機無線網(wǎng)具有抗干擾能力強、易于實現(xiàn)碼分多址、無須申請頻率資源、安全保密等特點。實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸通訊的順利進行。

2.5網(wǎng)絡(luò)校時或GPs校時

2.6系統(tǒng)安全及防爆

其次，我們必須得注意流量檢測。

在管道正常運行狀態(tài)下管道輸入和輸出流量相等的，泄漏必然導(dǎo)致流量差，上游泵站的流量增大，下游泵站的流量則會減少。然而由于管道本身具有很強的彈性及流體性質(zhì)變化等多種因素影響，首術(shù)兩端的流量變化是有一個明顯過渡過程，因此，這種方法精度不高，也不能確定泄漏點的具體位置。德國的TAL（阿爾卑斯管道公司）原油管道安裝使用了該系統(tǒng)，將超聲波流量計，夾合在管道外進行測量，然后根據(jù)管道壓力溫度變化，計算出管道內(nèi)總量，一旦出現(xiàn)不平衡，就表明出現(xiàn)泄漏。日本在《石油管道事業(yè)法》中規(guī)定使用這種漏系統(tǒng)，且.規(guī)定在30s葉檢測到泄漏量在80L以上時報警。雖然流量差法不夠靈敏，但是可靠性很高，結(jié)合使用壓力波，可以大大減小報警的失誤率。

3.結(jié)論

（1）采用流量與負壓波相結(jié)合監(jiān)測輸油管道泄漏的方法是可靠的、有效的。

（2）通過油田或管道輸油企業(yè)局域網(wǎng)進行實時數(shù)據(jù)傳輸可以提高泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的反應(yīng)速度，能夠?qū)崿F(xiàn)全自動的泄漏峪測定位與報警。

（3）在輸油管道上安裝管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)可以確保管道安全運行，減少管道盜油漏油事故的發(fā)生，具有明顯的經(jīng)濟敬益和禮會效益。

【參考文獻】

[1]王俊武.輸油管道泄漏檢測系統(tǒng)研究與開發(fā)[J].自動化儀表，2006，（s1）.

[2]馮健，張化光，倫淑嫻，王占山.輸油管道泄漏監(jiān)測與定位系統(tǒng)的研制[J]東北大學(xué)學(xué)報，2005，（08）.