基于負壓波的航煤管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)綜述

靳健

摘 要 近年來，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，機場業(yè)務(wù)量也相應(yīng)增長。部分大型機場的航煤保障僅靠傳統(tǒng)的鐵路運輸方式已經(jīng)無法滿足需求，管道運輸成為機場航煤供應(yīng)的重要方式。但是由于管道設(shè)備老化、地理條件的變化以及人為的影響（施工、盜挖或者破壞），管道泄漏事故時有發(fā)生，因此管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)對管道的安全運行具有重要的意義。本文針對負壓波法管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)在航煤管道中的應(yīng)用原理及技術(shù)特點進行分析，提出了合理的航煤管道安全運行方案。

關(guān)鍵詞 泄漏監(jiān)測;航煤管道;負壓波

引言[1]

埋地管道泄漏監(jiān)測主要是對管道從不漏到突然發(fā)生泄漏的過程的監(jiān)測，一般是采用固定的裝置對管道進行實時監(jiān)測，一旦發(fā)生泄漏立即報警，使有關(guān)人員能夠進行及時處理。其相應(yīng)監(jiān)測傳感器和儀器設(shè)備一般在管道建設(shè)中已經(jīng)安裝好，其優(yōu)點是反應(yīng)靈敏，能夠?qū)ξ⑿〉男孤┻M行報警，其缺點是對已經(jīng)產(chǎn)生的穩(wěn)定的泄漏源無法檢測到，因此需要在管道建設(shè)階段同步安裝。

埋地管道泄漏監(jiān)測技術(shù)有流量平衡法、負壓波法、聲波法、實時瞬態(tài)模型法以及監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集法等。本文針對某機場管道為例，對航煤管道負壓波法泄漏監(jiān)測方案進行探討，該管道自機場配套的卸油站至機場油庫，管徑DN350，長度26km，沿線無中間閥室及泵站。

1泄漏監(jiān)測技術(shù)原理

當(dāng)管線發(fā)生泄漏時，泄漏點因流體的突然漏失而產(chǎn)生壓力波動即負壓波，此壓力波沿管道分別向上、下游傳播。利用管段上下游安裝的壓力傳感器實時監(jiān)測管道壓力波動即可檢測泄漏，根據(jù)壓力波到達管道兩端的時間差及其在管道中的傳播速度計算泄漏點位置。同時管段發(fā)生泄漏時，管段上下游的瞬時流量和累積流量會出現(xiàn)偏差，因此將負壓波法與流量平衡法相結(jié)合可以更準(zhǔn)確地檢測管道泄漏。系統(tǒng)原理圖如下所示：

2泄漏監(jiān)測系統(tǒng)組成

管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)由安裝于管道沿線站場、部分閥室的子站系統(tǒng)和指定位置的中心站系統(tǒng)組成。

子站系統(tǒng)包括現(xiàn)場監(jiān)測裝置（現(xiàn)場傳感器、信號調(diào)理模塊、數(shù)據(jù)采集裝置）。中心站系統(tǒng)包括中心站監(jiān)控工作站、顯示器和交換機等。

2.1 子站系統(tǒng)的組成及功能

子站系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成，子站硬件包括現(xiàn)場儀表傳感器、浪涌保護器、信號調(diào)理模塊、信號控制采集模塊和子站控制器等;子站軟件指cRIO數(shù)據(jù)采集軟件。

2.2 中心站系統(tǒng)的組成及功能

中心站系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成，中心站硬件包括監(jiān)控終端工作站、顯示器和交換機;中心站軟件指泄漏監(jiān)測系統(tǒng)中心站軟件。

中心站上位機主要是系統(tǒng)中心站軟件和通信硬件設(shè)備，軟件主要包括網(wǎng)絡(luò)通信傳輸、界面顯示、數(shù)據(jù)算法分析與處理、報警處理、數(shù)據(jù)庫管理等模塊。首先由通信模塊接收各子站下位機來的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進行信號濾波，結(jié)合泄漏檢測與定位算法進行分析和處理，發(fā)現(xiàn)泄漏和定位泄漏點;同時將壓力等數(shù)據(jù)進行實時曲線顯示，并將這些數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中。系統(tǒng)軟件還包括用戶管理模塊和統(tǒng)計模塊進行管理和人機交互。

2.3 壓力信號接入方式

管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)需要采集的數(shù)據(jù)包括各站進出站壓力、流量等參數(shù)。壓力獲取需安裝泄漏監(jiān)測系統(tǒng)專用的壓力變送器，采集壓力變送器的4～20mA電流信號，經(jīng)過信號調(diào)理器處理后的接入到各站的管道泄漏采集裝置。

流量信號需安裝電流分配器，將現(xiàn)有流量計輸出4～20mA電流信號一分為二，一路接入現(xiàn)有PLC，另一路接入信號調(diào)理器，經(jīng)處理后的接入到各站的管道泄漏采集裝置。

2.4 供電方式

中心站數(shù)據(jù)服務(wù)器和監(jiān)控終端使用220V AC，50Hz電源供電。

3系統(tǒng)實施方案

本次為該航煤管道設(shè)在線泄漏監(jiān)測系統(tǒng)1套，泄漏監(jiān)測系統(tǒng)由泄漏監(jiān)測中心站和泄漏監(jiān)測子站構(gòu)成。泄漏監(jiān)測系統(tǒng)采用負壓波結(jié)合流量平衡原理，通過對管道壓力和流量進行綜合分析判斷，及時進行泄漏報警及泄漏點定位。

泄漏監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)置泄漏監(jiān)測子站兩個，分別為卸油站和機場油庫，采集管道兩端運行壓力和流量等參數(shù);設(shè)置泄漏監(jiān)測中心站一個，實時監(jiān)測管道運行狀況。

4結(jié)束語

負壓波法泄漏監(jiān)測系統(tǒng)由于其結(jié)構(gòu)簡單、定位準(zhǔn)確等特點，對于保障航煤管道的安全運行有這不可或缺的作用。該系統(tǒng)可以有效地將管道的保護方式由被動修補變?yōu)橹鲃宇A(yù)防，對檢測到的危險信號及時處理，提高整個管道系統(tǒng)的安全水平，有效的保障國家航煤的供應(yīng)安全。

參考文獻

[1] 沈功田，李光海，景為科，等.埋地管道泄漏監(jiān)測檢測技術(shù)[J].無損檢測，2006，28（05）：261-265.