管道安全智能监测预警系统在东营东黄复线输油管道上的应用

前言

近年来, 随着国家经济建设的飞速发展, 打孔盗油和自然灾害等因素对油气管道运行构成严重安全隐患, 管道破坏的事件数不胜数, 尽管有关部门和企业投入巨大的人力和物力来加强其安全性能管理, 但油气管道仍然存在各种威胁和挑战。

山东东营东黄复线输油管道所经地域有平原、稻田、河流、村庄等地方, 管道容易遭到一些盗油分子的恶意破坏, 因此引起的管道泄漏给国家造成了巨大的经济损失, 同时造成了生态环境的破坏。如果仅靠人工巡视去监测管道安全状态非常困难。

现有的管道安全监测方法是利用阴极保护桩进行监测, 这种方法需要较大的人工成本, 并且耗时较长, 不具备实时性。由于各方面的人为或自然因素, 管道出现的异常情况也较为复杂, 因此迫切的需要更加全面精确的智能监测系统。江苏海创电气科技有限公司进行了长达7年的技术研发。研制的管道安全智能监测预警系统能在20s内实现数据的分析、险情的判断, 并发送报警短信, 报告出现险情的位置及具体情况。2013年10月27日, 管道安全智能预警系统顺利通过论证, 现已经开始大范围正式推广应用。

一、系统工作原理

管道安全智能监测预警系统将智能选频拾振技术应用到埋地油气管道上, 使用智能选频拾振器来监测振动信号, 再通过智能终端机进行处理及报警。在实际应用中, 一旦管道遭到破坏, 比如打孔、点焊等, 就近分布的智能终端机就能及时的发现, 并采集管道上的震动信号进行分析, 这种分析既有时域上的特征分析, 也有信号的频谱特征分析, 通过信号特征的联合分析, 终端将分析结果通过公用网络传输至主站, 由主站进行报警信号的存储, 显示, 并将报警信号以短信形式发送至管道相关管理人员。

管道安全智能监测预警系统是由多个终端、若干个子站和一个主站构成。其中终端埋在靠近管道地下, 由多功能阴极电位桩、电源组合和智能终端机构成。主站由通讯组合和高性能服务器构成。

二、系统特点

近年来国内外对管道的安全防范已经有相当广泛的研究, 总体上可以分为人工或生物巡线法、基于硬件的检测方法、基于软件的监测方法三种类型, 它们都是以泄漏检测技术为主, 这些检测报警是滞后的, 而管道安全智能监测预警系统则是以在管道遭到破坏的初期发出预警, 系统的主要特点:

(1) 当不法分子或第三方施工在管道上方动土到一定深度或敲击管道时, 系统的监测终端采集信息准确地诊断出管道遭破坏的准确位置并通过GSM短信方式发出预警, 预警信息可快速发至管道管理人员, 缩短对事件的反应时间, 最大限度地减少了因原油的泄漏及环境污染带来的经济损失。

(2) 该系统能与现有设备兼容。

(3) 该系统能克服小流量、低压力不报警的缺点。克服了不法分子安装盗油阀门后小流量放油, 流量监测系统不报警的影响。

(4) 安装简便, 有利维护, 操作简单, 便于管理。

(5) 无论在平原或山地埋设的管道都能应用, 不受地形影响。克服了由于地形变化带来的管道高差流量影响。

(6) 报警与管道内传输介质的压力和流量无关。

三、管道安全智能监测预警系统在东营东黄复线输油管道上的应用方案

1. 系统的组成

油气管道智能安全预警系统是由主站、子站、信号处理器, 电源组合, 无线发射装置, 智能终端和智能选频拾振器组成 (如下图) 。

2. 系统安装配置

系统安装在东营东黄复线输油管道上, 此段管线二十公里。设备配置:主站1台放置在中心调度室;子站两台, 埋地安装, 采用太阳能供电;监测终端全部为埋地安装, 每500米安装一台。

3. 系统的安装

(1) 主机的安装

主机由高性能服务器、显示器、通讯组合和UPS及系统软件等组成。安放在指定的控制室内, 室内通风良好, 公用网GSM、CDMA信号接收正常, 能提供交流220V电源, 环境温度15℃~30℃之间, 并有专人值班。

(2) 子站的安装

子站由子站组合和电源两部分组成;子站组合为埋地安装, 必须做好防水处理。子站利用太阳能电池供电并埋于地下。

(3) 终端机安装

1.处理管道, 揭开防腐层, 预留合适尺寸安装拾振器;

2.安装拾振器, 使用磁力座将拾振器吸附到管道上;

3.安放拾振器供电单元和通信单元及其配套线缆;

4. 安装水泥桩, 插入天线, 做好防水处理;

6. 放入终端箱, 安装内部线缆。

7. 开始测试流程, 测试通过后, 封闭终端机并盖上防水盒, 做好防水工作后填土。

四、系统运行情况和试验记录

经过反复多次的模拟盗油实验来看, 智能终端机能够迅速对振动数据进行分析并立即向主站发出预警, 主站软件能够及时显示发生的时间和地址。并且各报警信息可以向指定的管理者手机发送短信息。

以下为部分报警记录。

结论

1.油气管道智能安全预警系统通过及时预警和精确定位对东营东黄复线输油管道进行实时监测, 避免了重大泄漏事故的发生, 制止打孔盗油犯罪行为, 为减少打孔盗油和发生原油泄漏造成的环境污染提供了技术保障。

2.系统的投用大幅度降低了人工成本, 可以取得人工无法达到的效果, 报警的及时和准确, 提高工作效率。做到监测数据的存储备份, 数据做到有据可查, 有据可循, 通过科技手段实施对管道的管理, 对管道监护人员管理, 构成科学的内部管理机制。

3.系统的自动报警功能实现公安、安全监察部门实时监控一体化, 形成内外管理联动机制, 大大提高了工作效率和对不法行为的预防和打击。

4.系统具有接受、显示、记录、储存、列表、打印报警记录和测量相关数据的功能, 相关的报警信息也会第一时间发送到巡检员和相关人员的手机上, 发生事故时有利于责任的落实和追溯, 进一步提高管理水平。

摘要：管道安全智能监测预警系统将智能选频拾振技术应用到埋地油气管道上, 使用智能选频拾振器来检测振动信号, 一旦该拾振器监测到盗油及第三方施工等异常状况, 预警系统将利用无线通讯技术及时发出预警, 并报告出现险情的位置及具体情况, 做到提前预警, 从而最大限度降低因盗油和原油泄漏而造成的严重损失。重点介绍该系统的工作原理、特点, 和目前使用的其他管道泄漏监测系统对比, 以及该系统在东营东黄复线输油管道上的应用实例。

关键词：油气管道,泄漏,报警