【1】石油石化管道綜合監測意義

??????? 石油石化管道是天然氣、石油、城市供曖、煤氣等重要系統不可缺少的物質輸送設施。對國民經濟發展和能源物資交通運輸具有非常重要的意義。同時管道設施投資巨大、在空間上有一定的隱蔽性，如果由于人為或自然原因受到破壞，易燃易爆物質的外泄將帶來極大的安全隱患，如果由此引發火災或者爆炸事故，會帶來經濟損失，甚至造成重大的人員傷亡和社會秩序的混亂。 ????????石油、天然氣管道具有輸送連續、效率高、輸送量大、成本低等諸多優點，是連續地輸送大量石油、天然氣最快捷、安全和經濟可靠的運輸方式。油氣管道系統往往布設距離較長，且常處于城市或野外復雜的自然環境中，地質活動以及人為的施工活動等都可能造成管道的損壞，對油氣管道的安全監測，不僅是有益于管道的經濟運行，亦有助于對環境的保護，有利于實現石油、天然氣生產及運輸工業的可持續發展。如果能對整條油氣管道進行周邊環境實時監測，就可及時發現可能威脅到管道安全運行的環境變動和人為活動，通過對受到振動干擾的管道位置進行定位，就能夠查找到引發管線環境振動的源頭，為相關部門及時預警并排除管道安全隱患提供依據；對油氣管道的泄漏監測，則能及時發現定位管道已損壞的泄漏點，有利于管道部門快速及時的進行線路搶修和故障排除，減少經濟和居民人身安全損失。 ??????? 分布式光纖傳感的石油石化管道綜合監測系統，可直接利用油氣管道系統的通訊光纖作為探測和傳輸介質，實時監測長距離油氣管道的振動和溫度分布信息來預警可能的管道破壞和泄漏情況，其中，振動監測作為管道破壞的事前、事中預警手段，溫度監測則起到泄漏事故實際發生的定位報警作用，應變監測可以預警地質災害、管道結構變化。該系統能及時發現油氣管道受破壞和泄漏點并精確定位，為油氣管道系統的泄露監測提供高效率、高準確率的解決監測方案，保障管道的 安全運行。 【2】基于分布式光纖傳感的石油石化管道綜合在線監測原理 ???????? ??????? 石油石化管道在線監測系統將光纖振動監測系統與光纖溫度應變監測系統相結合，僅用油氣管道中的通訊光纜或光電復合纜中的一根光纖就可實現長達幾十公里的油氣管道外力侵害事件預警和管道泄漏定位報警。 ?????? 溫度監測： ?????????原油在用管道輸送過程中，需要加熱來降低原油的粘度，以提高輸送效率、降低成本，這就需要將管內原油加熱到一定的溫度，如果原油發生泄漏，外泄的原油將引起漏點附近油管保溫層外表面及周圍環境的溫度上升。通過基于通訊光纜的分布式光纖測溫技術，對油氣管道進行在線溫度分布監測，就能夠通過管道溫度異常點的探測，準確發現管道的泄漏，并進行及時的報警和定位。如果天然氣管道發生泄漏，高壓氣體的體積膨脹將引起漏點附近溫度的下降，分布式光纖測溫系統同樣可通過溫度異常點的探測，發現并定位天然氣管道的泄漏情況。 對于各類輸油管道，加熱到合適的輸油溫度也是一項有效的節能降耗措施，但由于外界環境迥異，若不能準確地確定管道在不同地域條件、不同季節的溫度場變化情況，只能依賴經驗確定輸油溫度，這將導致輸油溫度偏高，造成能源的浪費。此外，管輸作業中，不可避免的遭遇自然災害、管道維修等緊急情況，原油被迫停輸；在停輸階段，管內原油溫度降低，粘度上升，當油溫降至某溫度時，會給管道的再啟動帶來極大困難，甚至于造成凝管事故，為避免此類情況發生，需要準確獲知停輸溫降規律和安全停輸時間。利用分布式光纖測溫技術監測輸油管道的溫度場分布，以此作為調節合適輸油溫度的依據，避免無謂的浪費，達到節能降耗的目的。 ????????在油氣管道介質泄漏受壓情況下，液態和氣態物質導致的泄漏點的高溫/低溫，是由物質的物理性質、工藝條件和周圍環境所決定的。這些點的溫度異?？赏ㄟ^分布式溫度測量而獲得，并有很好的溫度、距離和反應時間精度。 ??????? 例如，由于原油泄漏而導致感溫光纜的溫度變化（升高）來探測輸油管道泄漏：

??????? 又如，由于天然氣泄漏膨脹而導致的光纜溫度降低來探測氣體泄漏： ?

?????? 將傳感光纜繃緊后完全黏附在管道表面，可近似認為傳感器與黏著處結構的變形保持同步，從而反映管道設施的變形、位移、松動等結構情況。 油氣管道在遭遇土層松動、山體滑坡、地質沉降等會造成隨管道光纜應變力發生變化，光纖傳感溫度及應變監測可以通過應力變化預警，及時提醒值班巡檢人員注意自然地質災害排查防范。 ??????? 在油氣管道遇到外力侵害時，本身的振動和扭曲變形等可作為主要的侵害事件正在發生的監測判斷依據；另外，油氣管道在泄漏時會引起泄漏處管道及其包覆層等周圍環境的振動，利用分布式光纖振動傳感系統監測到振動信息并進行定位，進一步提升管道泄漏點的監測準確率，為油氣管道的穩定安全運行提供技術支持。

【3】基于分布式光纖傳感的石油石化管道綜合監測 ????????系統組成 ????????綜合在線監測系統綜合使用了光纖振動監測系統和分布式光纖測溫及應變系統， 將兩者安裝于同一機柜中，并可同時接入上位服務機進行油氣管道狀態的綜合監測，結合軟件顯示、聲光、 網絡、短信等報警手段，為油氣管道的安全運行提供可靠保障。油氣管道綜合在線監測系統由 光纖振動監測系統、分布式光纖測溫及應變系統、信號傳輸單元、信號處理單元組成，其中信號傳輸單元即為已鋪設油氣管道中通訊光纖的一芯，無需重新施工。 ????????配備可視化監控軟件系統，可以做到現場實時監控。軟件系統應用結構采用 C/S 或B/S模式—客戶端、服務器、數據庫三層結構，實現客戶端與服務器的直接相連。客戶操作界面設計個性化，具有直觀、簡單、方便的特點，可以滿足客戶個性化的操作要求。 監控軟件應具有但不限于以下功能： ??????? *實時顯示各條油氣管道各處振動情況和溫度值，并將相關信息記錄，可隨時調檔進行查閱 ??????? *可自設定預警和報警參數 。 ??????? *各區域振動情況和溫度應變的變化，可通過顯示顏色進行區分。 ????????查詢多點的歷史記錄，支持數據回放功能：可隨時調用、分析歷史數據，進行最大值篩選及疲勞分析，并同時顯示圖形曲線及實測數值 。 ????????軟件預先設計有預留模塊，以備以后擴充使用 。 ??????? 可根據振動模式以及溫度應變的升高速率進行報警，并可設定報警速率值。 ????????系統自檢：可對系統內的信號處理器、傳輸光纜、感溫探測器的運行狀況進行實時自檢，如故障及時報警， 可設置巡檢周期； ????????報警記錄查詢及歷史數據查詢。

?????? 系統部署設計

?????????監測主機所在的監控室距到管道起始區由一段傳輸光纜連接。光纜沿各管道走向安裝，每條光纜通道負責監控一條管道。光纜在管道的正上方或附近埋設，當管道附近出現振動源、泄漏或某處管道受到開挖等行為破壞，光纖探測到相關變化信息時，系統可立該報警受變化信息及其定位信息，通知管道相關部門和消防及時做出預防尋查處理，消除破壞隱患。

????????系統主機布置在監控室的機柜中，油氣管道中的一芯光纖接入到系統主機即完成主要的安裝工作。某條油氣管道某處出現侵害事件時，光纜將立刻監測到振動及形變溫變信息，系統可立該報警侵害事件及其定位信息，通知相關部門和消防及時做出處理，消除事故隱患。 ????????未來設想 當前分布式光纖測振與分布式光纖測溫及應變系統結合監測時，機柜預留雙主機安裝位置。 未來隨著技術發展，應是分布式光纖測振、測應變、測溫一體化的，并通過一天單模光纖就實現這些信息實時采集。一臺多通道的系統主機可同時對多條油氣管道進行監測，只需將每條油氣管道中的一芯通訊光纖接入系統的一個通道。 ????????監測技術優勢 ??????? 針對油氣管道的分布式光纖傳感的振動、應變、溫度監測，并加以分析處理，就能夠實現油氣管道侵害事件的發現預警和損傷泄漏點的探測分析。傳統的振動和溫度測量多用電阻應變片、熱敏電阻、感溫電纜等溫度傳感器。但對于要求防爆、防腐蝕的油氣管道系統，傳統以電信號為工作基礎的溫度傳感器在環境適用性、安全性、信號的穩定性方面受到很大的限制。而光纖的抗電磁干擾能力、組網方便及其固有的大信號傳輸帶寬等優點，使得光纖振動和溫度的傳感器突破了電傳感器的限制，為存在要防爆、防腐蝕、甚至防電磁場干擾的環境提供了非常有效的監測方法。石油石化管道綜合監測系統綜合使用了光纖振動監測系統和 分布式光纖測溫及應變系統，就像給油氣管道裝上了一雙“監控的眼睛”，實現了對油氣管道亞健康狀態早發現、早告警的全天候、分布式監控。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的物联网感知-基于分布式光纤传感的石油石化管道综合监测的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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