中洛輸油管道雷達安全預警系統

中國石化管道儲運公司新鄉輸油處

中洛輸油管道雷達安全預警系統

李靜 代影春 尚菁中國石化管道儲運公司新鄉輸油處

新鄉輸油處研制的油氣管道雷達安全預警系統是根據長輸油氣管道上沒有任何通信接入設備，管道上的信息數據不能及時傳輸等實際情況，針對現有報警設備的不足以及不法分子的作案特點而開發的報警系統。該系統可作為管道的安全預防報警系統，如管道受到自然破壞或人為破壞時，能在第一時間將報警信息傳到指揮中心；對管道的外腐蝕狀況進行在線監測；可實現管道在運行中內介質的溫度、壓力、流量等變化的檢測；可實現自動監測人工巡線員的實際工作情況。

輸油管道；雷達預警；監測；評估

新鄉輸油處研制的油氣管道雷達安全預警系統是根據長輸油氣管道上沒有任何通信接入設備，管道上的信息數據不能及時下情上達等實際情況，針對現有報警設備的不足以及不法分子的作案特點，專門為長輸油氣管道安全生產和數據傳輸而開發的最新報警系統。它的安裝使用必將對國家經濟大動脈的安全運營，對保護能源、節約能源、保護生態環境、保護人民生命財產安全等起到積極的作用。同時也健全了管道通信的采集接入傳輸手段，為管道的數字化、信息化及完整性管理提供了技術支持。

1 雷達預警系統原理

油氣管道雷達安全預警系統的基本工作原理：雷達發射機向長輸金屬地埋管線發送既符合管道防腐要求所規定的電壓，又能在管線上激勵具有穩定頻率、一定場強的交變電磁波信號，該信號就象一層電磁防護網一樣沿管線分布。在管道周圍條件不變時，則雷達波信號處于一個恒定狀態；當外界條件發生突變，如在管線上打孔盜油或外力機械損傷、斷裂時，管線上的電磁波分布也將發生突變。這時雷達站接收到突變的反射波信號，然后經過初步的識別、判斷處理后立即發給主站，再由主機軟件作進一步分析判斷后即時發出預警或報警信號。主機根據值班人員的指令可將報警信息發送給巡線員和有關人員，以便迅速采取應對措施。

2 雷達預警系統的功能

雷達安全預警系統是由主站、子站和監測終端組成。系統的通信采用了管道通信與公用網GSM或CDMA短信方式進行數據傳輸。

（1）主站。由主機柜、工業控制計算機、顯示器、通信組合、數據組合、電源組合和管理軟件等組成，擔負著系統的管理指揮功能。

（2）子站。由信源組合、接收組合、信號處理組合、遙控遙測組合及電源組合組成，主要任務是將終端機采集的數據上傳到主站，同時將主站的指令轉發給終端機。

（3）監測終端。由終端機、長效參比電極、調理器、傳感器、高能電源等組成，主要功能是采集管道上的信息和數據，準確及時地傳到子站。

雷達安全預警系統的主要功能：①管道數據采集與傳輸功能；②管道異常報警與定位功能；③設置自我保護報警功能；④警情判決與轉發功能；⑤遠程測控與服務功能；⑥系統具有記錄、顯示、存儲、列表、做圖、打印報警記錄和其他數據記錄的功能。

3 現場應用及現場測試

油氣管道雷達安全預警系統在中洛線新鄉站的現場應用分為三個階段：

第一個階段：2010年9月20日到2011年4月30日為調研階段，即現場調研133#～142#樁的自然條件、各測試樁的陰極保護電位及管道接地電阻的分布情況。制定實施方案和有針對性地研制雷達安全預警系統各個設備的設定參數。

第二個階段：2011年5月4日到2011年7月10日。主要任務：一是由新鄉站根據實施方案制作管道井和安裝有關前期設備；二是對各個測試樁進行現場測試，確定設備安裝地點。

第三階段：2011年7月20日到2011年9月30日為安裝調試階段。

現場測試如下：

（1）主站測試。主站擔負著系統的管理指揮功能。經測試：①GSM通信信息暢通、反應迅速、準確無誤；②報警地理信息顯示準確無誤；③采集各陰極保護點的電位誤差<2%；④數據存儲、查詢功能完善；⑤報警準確率≥95%。

（2）子站測試。子站主要任務是上情下達、下情上達，即接收信號。經測試：①在沒有太陽的情況下，保證子站連續工作13天；②管道通訊與GSM通訊連接轉換準確無誤。

（3）監測終端測試。監測終端的主要功能是采集管道上的運行數據并及時發送到子站。經測試：①采集管道上的陰極保護電位誤差<2%；②報警的準確率≥95%；③長效參比電極可連續工作15年不需更換。

（4）測試結果。測試結果如下：①系統GSM通信正常；②利用埋地油氣管道進行管道通信正常；③GSM通信與管道通信的信息連接與相互轉換正常；④管道發生異常情況，及時報警正常；⑤管道在正常運行中，系統所采集的數據準確無誤；⑥系統軟件工作正常。

（5）主要功能。一是油氣管道雷達安全預警系統可作為管道的安全預防報警系統，如管道受到自然破壞或人為破壞時，能在第一時間將報警信息傳到指揮中心；二是該系統對管道的外腐蝕狀況進行在線監測，隨時掌握管道的外腐蝕情況；三是該系統可實現管道在運行中內介質的溫度、壓力、流量等變化的檢測；四是該系統可實現自動監測人工巡線員的實際工作情況，亦可利用這個平臺自動監測清管器的運行狀況和位置；五是該系統可使日常管理科學化。如通過平時采集在役管道上大量變化中的現場數據，充分了解管道安全狀況及關鍵風險源，從而采取相應的管理辦法和應對措施。這種把過去的經驗管理與現在的科學數據分析管理結合起來，把事故前的診斷預防與事故后的搶修和整治結合起來，不斷提高改進管理水平，就能做到見微知著，防微杜漸，把事故隱患消滅在萌芽階段，確保管道安全、健康、經濟高效地運行，真正實現風險可控，事故可防的目標。

4 結論

油氣管道雷達安全預警系統在中洛線新鄉站的實際掛網運行表明，該系統性能穩定、工作可靠、結構合理、設計新穎。

雷達安全預警系統的實際應用，解決了當前輸油氣管道管理者無法及時、準確地獲得輸油氣管道在運行過程中所產生的大量“活數據”這個重大難題。為油氣管道的完整性管理，特別是管道運行中諸多數據的采集和傳輸搭建了科學的數據平臺。有了這個數據平臺，可以對輸油氣管道的完整性管理開展多項功能的監測與評估。

（欄目主持 張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.7.035