输气管道阴极保护参数自动采集与传输系统的应用

2 01 0拄 第 5期 5 设 备 a n d Eq u i p me n t 2 01 0 No 5 输气管道阴极保护参数 自动采集与传输 系统的应用 杨 慧 ( 大港油 田天然气公 司， 天津3 0 0 2 8 0 ) 摘要 ： 针 对国内绝大多数管线阴极保护数据人工定期采集录取 劳动强度 大、 测量数值不精确 、 取得 数据不利于进一步分析利用的现状， 开发 了输 气管道 阴极保护参数 自动采集与传输 系统。系统应 用微 功耗技术和 G P S 技术等近年来投入工业现场的新技 术， 通过微功耗数据采集器、 同步断流器、 手持式数 据交换仪 ， 实现 了长输管道上阴极保护通电电位 、 断电电位 的 自动采集 ， 提 高 了阴极保护参数采集的准 确性 、 真实性和时效性。 关键词 ： 管道； 阴极保护； 自动采集与传输 中图分类号： T E 8 3 2 文献标识码 ： B 文章编号： 1 0 0 4 9 6 1 4 ( 2 0 1 0 ) 0 5 0 0 4 4 0 2 Ap pl i c a t i o n o f Ca t h o d e Pr o t e c t i o n Da t a Au t o ma t i c Co l l e c t i o n & Tr a ns mi s s i o n Te c hn i qu e t o Ga s Tr a ns p o r t i n g Pi p e l i ne s YANG Hu i ( P e t r o C h i n a D a g a n g Oi l fi e l d N a t u r a l Ga s C o mp a n y， T i a n j i n 3 0 0 2 8 0 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： I n C h i n a， mo s t o f t h e p i p e l i n e c a t h o d e p r o t e c t i o n d a t a a r e me a s u r e d a n d c o l l e c t e d b y l a b o u r Th u s d a t a a c c u r a c y c a n n o t b e f u l l y a s s u r e d B e s i d e s ， s u c h d a t a B E e u n f a v o r a b l e f o r f u r t h e r a n a l y s i s I n o r d e r t o r e s o l v e t h i s p r o b l e m ， a n a u t o ma t i c c o l - l e c t i o n & t r an s mi s s i o n s y s t e m i s d e v e l o p e d B y u s i n g n e w mi c r o p o w e r a n d GP S t e c h n i q u e r e c e n t l y p u t i n t o i n d u s t r i a l u s e c a t h o d e p r o t e c t i o n p o w e r - o n a n d p o we r - o ff v o l t a g e f o r l o n g - d i s t a n c e p i p e l i n e s c a n b e a u t o ma t i c a l l y c o l l e c t e d b y u s i n g mi c o r p o w e r d a t a c o l - l e c t o r ， a s i mu l t a n e o u s c u r r e n t b r e a k e r a n d p o r t a b l e d a t a e x c h a n g e i n s t r u me n t ， t h u s e f f e c t i v e l y i mp r o v i n g a c c u r a c y ， r e l i a b i l i t y an d t i me l i n e s s f o r p i p e l i n e c a t h o d e p r o t e c t i o n d a t a Ke y wo r d s ： p i p e l i n e ； c a t h o d e p r o t e c t i o n； a u t o ma t i c c o l l e c t i o n& t r a n s mi s s i o n 1 阴极保护参数 自动采集与传输 系统简介 1 1 产生背景 为延长管道的使用寿命 ， 保 障管道 安全运营 ， 必 须提高管道 的阴极保 护效率 ， 完善 阴极保护措施 ， 而 阴极保护状况 的监测 和对获取 的数据进行准确分析 很重要。目前 ， 国内绝大多数管线采样 阴极保护数据 的采集完全依靠人工 ， 劳动强度大， 而且测量数值 不 精确 ， 取得的数据不利于进一步分析利用。 阴极保护参数 自动采集与传输系统能够实现 长 输管道上 阴极保护参数每天定 时 自动采集 ， 同时 ， 数 据还可以传输到上级管理部 门， 由数据库进行数据 的 管理和分析 ， 并 为远程 控制 和诊断 打下基 础。这样 ， 可以大大提高阴极保护数据的客观真实性， 取得的数 据更具有代表性和准确性 ， 为分析阴极保护 的实际保 护状况提供准确完善的第一手资料。 1 2系统组成 长输管道 阴极保护参数 自动采集系统 由微功耗 收稿 日期 ： 2 0 0 91 01 6 收修改稿 日期： 2 0 1 0 0 41 7 采集器、 同步断流器 、 手持式数据交换仪、 阴极保护数 据管理系统组成。微功耗 采集 器安装 在管道检测桩 上 ， 完成对 阴极保护 电位 的 自动采集 ； 同步断流器安 装在阴极防腐站恒电位仪的输 出阳极 ， 配合微功耗采 集器实现对断电电位 的 自动判断和采集 ； 手持式数据 交换器 ( 简称手操器 ) 主要用 于在微功耗采集器和阴 极保护管理系统之间， 进行数据交换； 阴极保护数据 管理 系统负责将接收到的数 据进行 编译 、 分类 ， 形成 各种图表和曲线 ， 便于对数据的分析 、 判断。 1 3 技术原理 长输管道阴极保护参数 自动采集与传输 系统采 用专用研制的微功耗数据采集器， 安装在管道的电位 测试桩上， 采用长效锂电池作电源， 进行阴极保护通 电电位、 断电电位的自动判断和自动采集。巡线工使 用手持式数据交换仪 ， 在巡检时将微功耗数据采集器 里的数据集 中， 回到 阴极保 护站后 使用 数据远传 设 备， 将数据远传到服务器进行管理。数据传输到专职 部 门后 ， 由数据管理系统配合专业人员分析管理 。 第5 期 杨慧： 输气管道阴极保护参数自动采集与传输系统的应用 4 5 1 4系统功能 每个采集器每天 自动采集 8个通电电位 ， 1个断 电电位 ， 精度为 0 5 。能通过浏览器进行 远程访问 和管理。系统能 够实现 分级 查询 ， 第 一级 为长输 管 线， 第二级为各防腐站， 第三级为各检测桩。可查询 任意检测桩在指定 时间内的 阴极保护通 电电位 、 阴极 保护断电电位 的历史趋势 图。系统能够 实现历史数 据备份。系统能够对任意管段的阴极保护数据进行 月、 年的统计 ， 并生成报表进行打印。 2系统方案实施 ( 1 ) 在港沧 5 2 9管线和港 沧 c I ： 4 0 6管线 两条输 气管线上安装应用阴极保护参数 自动采集与传输系 统系统。 ( 2 ) 输气管线每 k m安装 1 个检测桩 ， 在每个检测 桩上安装 1 个微功耗数据采集器和长效参 比电极。为 了保护微功耗采集器， 使其不受管道上浪涌电压等的 破坏 ， 采用了三级防浪涌 的电路设计 。 ( 3 ) 在管线相应的阴极防腐站恒电位仪 的输 出阳 极上连接 同步断流器 ， 接收 G P S中的时钟信号 ， 按 照 设定时间中断恒 电位仪的输 出。 ( 4 ) 在公 司 网络 服务器 上安装 数据接 收处理 系 统 ， 在工程师的上位机上安装手抄器数据接收程序 。 ( 5 ) 巡线工 工程 师通过手抄 器定期去现场采 集 数据 ， 并通过工程师的上位机上传到数据库。 ( 6 ) 工程师 可以通过浏览器登陆 网页 ， 进行数 据 查询、 分析及管理。 3 运行效果 对安装的 1 8 6套微 功耗数据采集器 、 8套 同步 断 流器全部进行 了现场调试 、 测试 ， 并 录取 了 2 0多万个 数据， 完成了阴极保护数据管理系统的总体调试。 由于在程序编写时考虑不周 ， 导致第一批安装 的 微功耗采集器在环境温度低 于 1 5时无法与手操器 进行通讯 ， 但 能正常工作 。通过重新 修改程序 ， 并进 行了低温试验 ， 现在微功耗采集器 已经能够在 一 2 5 c C 正常工作和通讯。 对现场安装的 1 8 6个微功耗采集器 的现场测试 ， 和人工用万用表测试的结果平均只相差 1 5 6 6 m V， 两 种方法测试得到的结果最大误差为 3 3 。从 图 1可 以看 出， 两种方 法测 试结 果绘 制 的曲线几 乎完 全重 合 ， 充分说 明自动测试的准确性 。 该系统能将港沧 I 5 2 9管线、 港沧 q 4 0 6管线上 阴 极保护参数进行自动采集与传输， 将这些数据传至公 司 ， 并通过建立 的阴极保护数据库对这些数据进行统 计、 分析 ， 主要实现了以下主要功能 ： 图 1人工测试 与 自动测试 电位对 比图 ( 1 ) 通过运行系统的 C o mF l a g R e v D a t a e x e 程序来 接收手操器中采集到 的各检测桩 阴极保 护的数据 ， 并 存储到数据库 中。 ( 2 ) 系统运行 后能够收集 大量准确的数据， 并且 不受时间的影响 ， 能够不问断地收集每个桩的数据。 ( 3 ) 能够记录巡线的时间 ， 便于对巡线工的考核。 ( 4 ) 能实现保护参数设置 ， 包括管线信息设置 、 防 腐站信息设置、 阴极保护电位限值设置。 ( 5 ) 阴极保护属性数据处理， 用于录入各防腐站 阴极保护数据 ， 如送 电时 间、 停 电时间、 未达阴极保护 距离( k m) 、 阴极防腐保护率等数据。 4结束语 微功耗采集器 ， 能够 自动采集管道阴极保护 的通 电电位和断 电电位 ， 且不受 天气 和时间的影 响， 提高 了数据 的客观真实性 ， 数据更具有代表性和准确性， 为分析阴极保 护的状况提供 了准确完善的第 一手资 料。该系统运行成本较低 ， 安装方便 ， 维护便利， 不需 要专业人员操作 。能够实现阴极保护通 电电位、 断电 电位的自动采集 。数据传输到专职部 门并分析， 能够 对传输管线的阴极保护状况全面了解 ， 对 于提高 阴极 保护管理水平， 降低生产成本， 延长管道使用寿命， 消 除安全隐患有着非常积极的意义。 在实际使用 中发现 ， 最后一级的低 电压保护 电路 存在较大的漏 电流 ， 从 而使测试结果发生偏移。通过 现场调试 ， 已经很好地解决 了这一问题。用手持式数 据交换仪 到现场 录取数据时显示不