朱萬春++蘇彩虹++林珅

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，原油管道的維護(hù)運(yùn)用了SCADA系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)泄漏的有效檢測(cè)，減少了泄漏對(duì)環(huán)境的污染，保證了管道的正常、安全與有序運(yùn)行。在管道事故中泄漏事故具有較高的發(fā)生頻率，泄漏事故的危害是嚴(yán)重，其中的有毒物質(zhì)直接危害著環(huán)境，同時(shí)對(duì)人體也有著不同程度的影響。本文主要研究了基于SCADA系統(tǒng)的原油管道泄漏檢測(cè)技術(shù)，旨在提高泄漏檢測(cè)的準(zhǔn)確性、高效性與科學(xué)性。

【關(guān)鍵詞】SCADA系統(tǒng) 原油管道 泄漏 檢測(cè)技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，原油管道的維護(hù)運(yùn)用了SCADA系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)泄漏的有效檢測(cè)，減少了泄漏對(duì)環(huán)境的污染，保證了管道的正常、安全與有序運(yùn)行。原油管道維護(hù)是重要的，它保證著管道的安全運(yùn)行，有效防止了管道生產(chǎn)安全事故的出現(xiàn)，因此，對(duì)于管道生產(chǎn)及管理部門而言要格外關(guān)注管道維護(hù)。

1 SCADA系統(tǒng)的概況

SCADA系統(tǒng)是指數(shù)據(jù)監(jiān)控與采集系統(tǒng)，它作為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，其基礎(chǔ)為計(jì)算機(jī)。在眾多的工業(yè)國(guó)家對(duì)其有著較為廣泛的應(yīng)用，主要用于礦山、電力與工廠等領(lǐng)域，目前，在管道運(yùn)輸方面，該系統(tǒng)的作用也日益顯著。

SCADA系統(tǒng)的功能主要體現(xiàn)在：對(duì)監(jiān)控對(duì)象的運(yùn)行參數(shù)與狀態(tài)進(jìn)行采集，實(shí)行遠(yuǎn)程與本地控制，聯(lián)結(jié)多種通訊介質(zhì)，保證了數(shù)據(jù)通信的實(shí)現(xiàn)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理，進(jìn)而指導(dǎo)調(diào)度決策，同時(shí)顯示運(yùn)行參數(shù)、狀態(tài)及趨勢(shì)等。

SCADA系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)、外圍設(shè)備及各種軟件構(gòu)成的，它通過對(duì)遠(yuǎn)處現(xiàn)場(chǎng)信息的收集，借助通訊線路，將遠(yuǎn)方信息進(jìn)行了傳遞，控制中心對(duì)其進(jìn)行接收，中心的操作人員將信息命令進(jìn)行發(fā)布，在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)督。該系統(tǒng)具有一定的綜合性，它融合了多種技術(shù)，如：計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)等[1]。

SCADA系統(tǒng)根據(jù)其結(jié)構(gòu)可以分為集中結(jié)構(gòu)與分散結(jié)構(gòu)。集中結(jié)構(gòu)是指集中式控制系統(tǒng)，該結(jié)構(gòu)具有簡(jiǎn)單性、清晰性與便捷性，但它的功能過于集中，僅依靠一臺(tái)計(jì)算機(jī)，影響著實(shí)時(shí)任務(wù)的完成情況、系統(tǒng)的可靠性與及其工作效率。分散結(jié)構(gòu)是指分散式系統(tǒng)，該結(jié)構(gòu)具有良好的處理能力，使風(fēng)險(xiǎn)具有了分散性，同時(shí)，它還具有高性能與低成本的特點(diǎn)，但它未能有效調(diào)節(jié)終端與計(jì)算機(jī)二者的矛盾。

目前，我國(guó)原油管道基本均配置了SCADA系統(tǒng)，該系統(tǒng)的運(yùn)用，使我國(guó)油氣管道的自動(dòng)化水平得到了提升。隨著系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)的功能也日漸豐富，在此基礎(chǔ)上，管道的運(yùn)行與管理均得到了可靠的保障。近幾年，管道泄漏問題得到了廣泛的關(guān)注，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)其問題的有效處理，要發(fā)揮SCADA系統(tǒng)中泄漏檢測(cè)技術(shù)的作用。

2 基于SCADA系統(tǒng)的原油管道泄漏檢測(cè)技術(shù)

當(dāng)前，我國(guó)原油管道輸送中積極應(yīng)用著SCADA系統(tǒng)與原油管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，但兩個(gè)系統(tǒng)具有一定的獨(dú)立性，其中的數(shù)據(jù)資源未能實(shí)現(xiàn)共享，設(shè)備浪費(fèi)情況較為嚴(yán)重。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的充分與高效利用，對(duì)原油管道泄漏自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了研究與開發(fā)，將兩個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了有機(jī)的結(jié)合，使資源共享的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。

通常情況下，對(duì)于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)而言，由于數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性要求較低，因此，對(duì)于通信條件、數(shù)據(jù)采集精度、信號(hào)處理與硬件等相求也相對(duì)較低。但對(duì)于原油管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)而言，對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、精準(zhǔn)性要求較高，因此，要改進(jìn)SCADA系統(tǒng)，使其有效融合泄漏檢測(cè)技術(shù)[2]。

2.1泄漏檢測(cè)對(duì)SCADA系統(tǒng)的要求

我國(guó)原油管道中的SCADA系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)采集、處理、通信、存儲(chǔ)與訪問，還包括人機(jī)界面構(gòu)成的，其中最為重要的工藝參數(shù)為數(shù)據(jù)采集，但采集速率未能滿足泄漏檢測(cè)系統(tǒng)的需求。

泄漏事故具有突發(fā)性，在實(shí)際檢測(cè)過程中，主要的方法為負(fù)壓波檢測(cè)。在管道出現(xiàn)泄漏時(shí)，管道的內(nèi)外會(huì)出現(xiàn)壓力差，泄漏點(diǎn)處的流體會(huì)迅速的流失，壓力不斷下降，而泄漏點(diǎn)兩側(cè)的液體則會(huì)在壓力差的作用下，補(bǔ)充到泄漏點(diǎn)，該過程將依次向上下游傳遞，此時(shí)泄漏點(diǎn)便產(chǎn)生了負(fù)壓力波。在此基礎(chǔ)上，關(guān)于泄漏點(diǎn)位置的計(jì)算，主要依據(jù)為負(fù)壓力波傳播到上下游的時(shí)間差與管內(nèi)壓力波的傳播速度。

2.2泄漏檢測(cè)技術(shù)

原油管道泄漏檢測(cè)的合理性與高效性，需要對(duì)泄漏進(jìn)行判斷與定位。

2.2.1泄漏判斷

原油管道的各站均安裝了流量計(jì)，根據(jù)瞬時(shí)流量的比較與分析，便可以了解管道泄漏和管道正常狀況二者的區(qū)別。如果管道泄漏，管道的上游端會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)流量上升、壓力下降，而管道的泄漏端會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)，流量下降、壓力下降；如果管道正常，管道的上下游端的流量與壓力的上升或者下降具有一致性。根據(jù)此特點(diǎn)，便可以有效判斷管道是否存在泄漏。

2.2.2泄漏定位

泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的接收，運(yùn)用綜合的方法對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，從而明確了管道的工況，一旦出現(xiàn)泄漏，系統(tǒng)將發(fā)出警報(bào)信號(hào)，并能夠?qū)π孤┪恢眠M(jìn)行提示，為操作人員提供了可靠的依據(jù)。在此情況下，操作人員通過報(bào)警時(shí)間前后泄漏數(shù)據(jù)的分析，便可以確定泄漏位置，通過保存，將泄漏定位信息進(jìn)行發(fā)送，SCADA系統(tǒng)服務(wù)器將接收并借助以太網(wǎng)傳至計(jì)算機(jī)，通過顯示器的顯示，子站工作人員將對(duì)泄漏問題進(jìn)行處理[3]。

3結(jié)語

當(dāng)前，在我國(guó)原油管道輸送中，SCADA系統(tǒng)的重要性日益顯著，因此，本文介紹了SCADA系統(tǒng)的概況，并闡述了其檢測(cè)技術(shù)，旨在有效解決管道泄漏的問題，并推動(dòng)我國(guó)原油運(yùn)輸業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫偉，葉建華，張宇.基于SCADA的原油管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2010，12（02）：957-959.

[2]石紅艷，余福林，張鵬，彭星煜，王志彬，薛旭艷.基于SCADA系統(tǒng)的燃?xì)夤艿佬孤┍O(jiān)測(cè)系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)[J].管道技術(shù)與設(shè)備，2009，12（04）：25-28.

[3]馬巧玲，潘碩.基于SCADA系統(tǒng)的原油管道泄漏檢測(cè)系統(tǒng)[J].科技風(fēng)，2009，11（01）：27.endprint