陳江波 丁樂 王明海

（中國石油化工集團(tuán)公司管道儲運有限公司濰坊輸油處東營輸油站 山東 濰坊 257000）

前言

近年來，隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，打孔盜油和自然災(zāi)害等因素對油氣管道運行構(gòu)成嚴(yán)重安全隱患，管道破壞的事件數(shù)不勝數(shù)，盡管有關(guān)部門和企業(yè)投入巨大的人力和物力來加強其安全性能管理，但油氣管道仍然存在各種威脅和挑戰(zhàn)。

山東東營東黃復(fù)線輸油管道所經(jīng)地域有平原、稻田、河流、村莊等地方，管道容易遭到一些盜油分子的惡意破壞，因此引起的管道泄漏給國家造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時造成了生態(tài)環(huán)境的破壞。如果僅靠人工巡視去監(jiān)測管道安全狀態(tài)非常困難。

現(xiàn)有的管道安全監(jiān)測方法是利用陰極保護(hù)樁進(jìn)行監(jiān)測，這種方法需要較大的人工成本，并且耗時較長，不具備實時性。由于各方面的人為或自然因素，管道出現(xiàn)的異常情況也較為復(fù)雜，因此迫切的需要更加全面精確的智能監(jiān)測系統(tǒng)。江蘇海創(chuàng)電氣科技有限公司進(jìn)行了長達(dá)7年的技術(shù)研發(fā)。研制的管道安全智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)能在20s內(nèi)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析、險情的判斷，并發(fā)送報警短信，報告出現(xiàn)險情的位置及具體情況。2013年10月27日，管道安全智能預(yù)警系統(tǒng)順利通過論證，現(xiàn)已經(jīng)開始大范圍正式推廣應(yīng)用。

一、系統(tǒng)工作原理

管道安全智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)將智能選頻拾振技術(shù)應(yīng)用到埋地油氣管道上，使用智能選頻拾振器來監(jiān)測振動信號，再通過智能終端機(jī)進(jìn)行處理及報警。在實際應(yīng)用中，一旦管道遭到破壞，比如打孔、點焊等，就近分布的智能終端機(jī)就能及時的發(fā)現(xiàn)，并采集管道上的震動信號進(jìn)行分析，這種分析既有時域上的特征分析，也有信號的頻譜特征分析，通過信號特征的聯(lián)合分析，終端將分析結(jié)果通過公用網(wǎng)絡(luò)傳輸至主站，由主站進(jìn)行報警信號的存儲，顯示，并將報警信號以短信形式發(fā)送至管道相關(guān)管理人員。

管道安全智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)是由多個終端、若干個子站和一個主站構(gòu)成。其中終端埋在靠近管道地下，由多功能陰極電位樁、電源組合和智能終端機(jī)構(gòu)成。主站由通訊組合和高性能服務(wù)器構(gòu)成。

二、系統(tǒng)特點

近年來國內(nèi)外對管道的安全防范已經(jīng)有相當(dāng)廣泛的研究，總體上可以分為人工或生物巡線法、基于硬件的檢測方法、基于軟件的監(jiān)測方法三種類型，它們都是以泄漏檢測技術(shù)為主，這些檢測報警是滯后的，而管道安全智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)則是以在管道遭到破壞的初期發(fā)出預(yù)警，系統(tǒng)的主要特點：

（1）當(dāng)不法分子或第三方施工在管道上方動土到一定深度或敲擊管道時，系統(tǒng)的監(jiān)測終端采集信息準(zhǔn)確地診斷出管道遭破壞的準(zhǔn)確位置并通過GSM短信方式發(fā)出預(yù)警，預(yù)警信息可快速發(fā)至管道管理人員，縮短對事件的反應(yīng)時間，最大限度地減少了因原油的泄漏及環(huán)境污染帶來的經(jīng)濟(jì)損失。

（2）該系統(tǒng)能與現(xiàn)有設(shè)備兼容。

（3）該系統(tǒng)能克服小流量、低壓力不報警的缺點?？朔瞬环ǚ肿影惭b盜油閥門后小流量放油，流量監(jiān)測系統(tǒng)不報警的影響。

（4）安裝簡便，有利維護(hù)，操作簡單，便于管理。

（5）無論在平原或山地埋設(shè)的管道都能應(yīng)用，不受地形影響?？朔擞捎诘匦巫兓瘞淼墓艿栏卟盍髁坑绊?。

（6）報警與管道內(nèi)傳輸介質(zhì)的壓力和流量無關(guān)。

三、管道安全智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)在東營東黃復(fù)線輸油管道上的應(yīng)用方案

1.系統(tǒng)的組成

油氣管道智能安全預(yù)警系統(tǒng)是由主站、子站、信號處理器，電源組合，無線發(fā)射裝置，智能終端和智能選頻拾振器組成（如下圖）。

管道安全智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的組成

2.系統(tǒng)安裝配置

系統(tǒng)安裝在東營東黃復(fù)線輸油管道上，此段管線二十公里。設(shè)備配置：主站1臺放置在中心調(diào)度室；子站兩臺，埋地安裝，采用太陽能供電；監(jiān)測終端全部為埋地安裝，每500米安裝一臺。

3.系統(tǒng)的安裝

（1）主機(jī)的安裝

主機(jī)由高性能服務(wù)器、顯示器、通訊組合和UPS及系統(tǒng)軟件等組成。安放在指定的控制室內(nèi)，室內(nèi)通風(fēng)良好，公用網(wǎng)GSM、CDMA信號接收正常，能提供交流220V電源，環(huán)境溫度15℃～30℃之間，并有專人值班。

（2）子站的安裝

子站由子站組合和電源兩部分組成；子站組合為埋地安裝，必須做好防水處理。子站利用太陽能電池供電并埋于地下。

（3）終端機(jī)安裝

1.處理管道，揭開防腐層，預(yù)留合適尺寸安裝拾振器；

2.安裝拾振器，使用磁力座將拾振器吸附到管道上；

3.安放拾振器供電單元和通信單元及其配套線纜；

4.安裝水泥樁，插入天線，做好防水處理；

6.放入終端箱，安裝內(nèi)部線纜。

7.開始測試流程，測試通過后，封閉終端機(jī)并蓋上防水盒，做好防水工作后填土。

四、系統(tǒng)運行情況和試驗記錄

經(jīng)過反復(fù)多次的模擬盜油實驗來看，智能終端機(jī)能夠迅速對振動數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并立即向主站發(fā)出預(yù)警，主站軟件能夠及時顯示發(fā)生的時間和地址。并且各報警信息可以向指定的管理者手機(jī)發(fā)送短信息。

以下為部分報警記錄。

序號1 2 3 4 5 6終端號東營3#報警類型管道預(yù)警東營9#管道預(yù)警東營15#管道預(yù)警東營17#管道預(yù)警東營28#管道預(yù)警東營29#管道預(yù)警日期2014/5/28 13：28：11 2014/5/28 14：28：51 2014/6/1 14：10：46 2014/6/1 15：28：56 2014/6/1 16：32：47 2014/6/2 12：31：17

報警記錄

結(jié)論

1.油氣管道智能安全預(yù)警系統(tǒng)通過及時預(yù)警和精確定位對東營東黃復(fù)線輸油管道進(jìn)行實時監(jiān)測，避免了重大泄漏事故的發(fā)生，制止打孔盜油犯罪行為，為減少打孔盜油和發(fā)生原油泄漏造成的環(huán)境污染提供了技術(shù)保障。

2.系統(tǒng)的投用大幅度降低了人工成本，可以取得人工無法達(dá)到的效果，報警的及時和準(zhǔn)確，提高工作效率。做到監(jiān)測數(shù)據(jù)的存儲備份，數(shù)據(jù)做到有據(jù)可查，有據(jù)可循，通過科技手段實施對管道的管理，對管道監(jiān)護(hù)人員管理，構(gòu)成科學(xué)的內(nèi)部管理機(jī)制。

3.系統(tǒng)的自動報警功能實現(xiàn)公安、安全監(jiān)察部門實時監(jiān)控一體化，形成內(nèi)外管理聯(lián)動機(jī)制，大大提高了工作效率和對不法行為的預(yù)防和打擊。

4.系統(tǒng)具有接受、顯示、記錄、儲存、列表、打印報警記錄和測量相關(guān)數(shù)據(jù)的功能，相關(guān)的報警信息也會第一時間發(fā)送到巡檢員和相關(guān)人員的手機(jī)上，發(fā)生事故時有利于責(zé)任的落實和追溯，進(jìn)一步提高管理水平。