【精品】管道沉降方案

1、管道沉降方案资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考.如有不当之处.话联系改正或者删除2山西燃气有限责任公司管道沉降监控系统解决方案成都千嘉科技有限公司2011 年 7月资料内容仅供您学习参考.如有不当之处.请联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考.如有不当之处话联系改正或者删除3目录第1章项目总体概述.41.1现状分析.41.2系统特点.5第2章需求分析.72.1项目概况.72.2实现目标.7第3章方案设计.73系统结构.73.1.1系统总体框架.73.1.2光纤安全防御系统示意图.83.2系统原理.93.3系统组成.103.4系统工作流程.11第4章详细

2、设计.114.1与管理中心通信.124.2安装、调试.134.2.1设备安装.13422施工技术要求.144.3现场调试.154.4系统升级、维护.164.4.1系统维护措施.164.4.2系统特点.16第5章系统配置淸单.16资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考.如有不当之处.话联系改正或者删除4第1章项目总体概述现状分析长距离管道的位移，沉降形变将对燃气管线的正常输气，以及运行的安全 与管道寿命造成巨大的影响。目前国内外对长管线进行移监测主要采用精密的 大地测量方法，这种方法精度虽然可以很高，但是仅对长线上各点在不同时间 上逐点测量，不是在同一时间获

3、取。因此获取位移信息的安全性不高，且时间 较长，达不到实时监控的目的。另一种是比较简单的力学方法，即通过测量管 线轴向应力或微形变推测管线的位移值。这种方法只有当管线的支撑点比较确 定的情况下可以使用且精度不高。因此当管线较长时，计算出的数据有时会造 成很大误差，无法使用。管道沉降不仅影响燃气的正常运输，还可能导致管道泄漏，管道泄漏不仅 会造成资源损失和环境污染，石油、天然气等易燃易爆品输送管道的泄漏甚至会 产生火灾爆炸，因此对管道进行实时监测，及时发现泄漏和预报隐患就显得十分 重要。目前管道泄漏的监测方法主要有基于管内压力、流量、温度和管壁完好 程度检测的管内智能爬行机法;基于泄漏产生的物理

4、现象检测的声波、负压波、 应力波检测法;利用热红外成像、气体成像、探地雷达的地面间接检测法。这 些方法存在或者定位难，或者不能提前预报泄漏隐患等缺点。针对上述问题，我 公司提出了一种利用分布式光纤传感器对输送管道的位移及泄漏进行实时在线 监测的技术。光纤传感器是一种传感型光纤传感器，它具有同时获取在传感光纤区域内随 时间和空间变化的被测量分布信息的能力。利用这一特性，在输送管道铺设的 同时铺资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考.如有不当之处.话联系改正或者删除5设一条或几条光缆,利用光纤作为传感器，拾取管道周围的压力、温度和 振动信号，通过对信号的分析和

5、处理，对输送管道泄漏、附近的机械施工和人为 破坏等事件进行迅速判断和准确定位，提高管道的监测水平。1 2系统特点本系统不需要通过复杂的距离、角度测量及位移的计算过程，同时利用光 纤位移传感器，压力传感器，温度传感器实时监测燃气管线水平位移和沉降数 值，并把燃气管线水平位移和沉降工况在计算机显示屏上形象直观的显示出 来，依次来显示水平位移和沉降的实际工况。因此，人们可以在任何时刻同时 观察到燃气管线上各点位移数值及其分布及各点位移相互影响的关系，他们的 发展趋势及变化速度，通过这种管道安全信息的提供，方便决策者及早采取必 要的措施把事故消灭在产生之前。借肋物联网技术，通过随地下管线埋设光纤，实时

6、感应监测燃气管道实际沉 降情况，及时将信息传回山西燃气公司信息中心，对于发生险情的管道，提前 做好管线抢险预案，防患于未然。本系统具有以下优点：分布传感，技术先进在整个连续光纤的长度上，任意一点都是“传感TJCT /实时监控，定位准确在线实时监测，响应迅速，克服漏测和难以定位弊3 炳/资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考.如有不当之处.话联系改正或者删除6结构简单，可靠性高传感光纤既传输光，又传感，故障少，可维护性 好，可靠性高；配置灵活，使用方便系统配置和参数可按用户具体需求调整，方便灵 活，运行成本低；性价比高， 测点分布于整个光纤， 系统成本远远低

7、于采用传统点式监测系 统的价络。资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考.如有不当之处.话联系改正或者删除7第2章需求分析2丄1项目概况我公司提出的光纤传感报警系统解决方案。通过光纤感应管道位移情况， 把管道沉降过程中发生的位移情况传输至监控室主机。通过监控主机上的监测 软件实现报警监测，GIS位置确认，并把报警信号实时传输至监控中心，以达 管道沉降进行预警监测目的。解决方案主要特点为利用光纤作为现场传感器 件，本身无源、耐高温高压、无电磁辐射、维护方便简单、监控距离长，灵敏 度极高。另外，它的性价比高，性能稳定，可靠性高，非常适合燃气等重要管 道的预警监测

8、。2 2实现目标及时将管网沉降信息采集，并返回管理中心；管理中心收集到超过界限的沉降信息后，及时报警；管理中心GIS图显示出现故障的具体位置，以便工作人员维护。资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考.如有不当之处.话联系改正或者删除8第3章方案设计3.1系统结构3丄1系统总体框架管道沉降监测系统光纤燃气管道传感器可以配置于任何长度的光纤，即可以进行点传感，也可以在非常长 的距离上（超过50km）进行分布式传感。该技术的主要优势之一就是能够根 据的应用变动传感距离。这一优势在与长距离通信系统共同工作时尤为重要。当燃气管道发生沉降，定位在管道上的光纤会随着管道

9、发生形变，在内传 输的光波的相位会随之改变，通过解调仪对传输回来的光波进行解调，将此信 息通过3G传输回管理中心，管理中心将生成管网沉降状况分布图。燃气公司根 据发生沉降的严重情况进行现场处理或继续观察。资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考.如有不当之处.话联系改正或者删除93丄2光纤安全防御系统示意图管道安全防御系统传感示意图该技术另外一个主要特性是配置灵活性，由于该技术不受波长的约束。因 此该技术可以与现有通信光缆集成，而不要求敷设新的光缆，使整体的投资性 价比提高。3.2系统原理光纤振动传感报警系统采用光学干涉原理.通过监测环境应力对光纤的影 响，

10、分析管道沉降信息，进行判断和定位报警。它的独特性在于：采用的无源 光纤传感技术使得系统在不需要任何户外有源器件的情况下能够提供长距离监 控；系统特定的信号处理系统能够瞬间有效排除外界干扰，提供实时、可靠的 入侵报警，使得相关人员能够迅速准确做出相应的行动。当输送管道发生沉降时，光纤会随着管道发生位移，使光纤发生弯曲和抖动， 导致辐射模増大或减小，损耗发生变化.同时当输送管道附近有机械施工或人为 破坏时，也会对光纤施加作用力，损耗和输出也会发生变化。当输送管道发生泄漏时， 泄漏出的高温高压流体或气体使环境温度发生变化, 同时还会对附近的光纤施加作用力，使光纤发生弯曲和抖动，导致辐射模发生变 化.

11、当管资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考.如有不当之处.话联系改正或者删除10道附近有机械施工或人为破坏时，也会对光纤施加作用力，使光纤的损 耗和输出光功率发生变化.利用这一特性，通过对光纤输出光功率频谱的分析， 判定输送管道是否有泄漏等事件的发生，通过对背向散射光的测量来进行定位， 测算位移大小，并与管理中心通信，发出报警。3.3系统组成管理中心：管理中心完成各采集点数据的接收、展示、分析、调度等功 能，这些功能将在后续章节中详细描述。为了达到较好的演示效果将利 用液晶大屛，结合ARCGIS地理信息系统，图形化的展示管道沉降实时信 息。现场监控室： 现

12、场监控室由监控柜和监控设备组成， 现场监控柜是防雨防 高温型的，现场监控室采集到管网现实情况，现场工作人员可根据这些数 据作出处理方法。作为感知层信号采集、传输枢纽，获取光纤振动传感信 息，通过监测软件对信息进行判断。若发生管道沉降、即刻报警，把信号 传输至燃气公司。传感器：光纤即为传感器件，光纤与终端盒熔接形成激光回路。传输设备：采用RTU进行传输，RTU采集解调仪上的输出信号，并通过无线 传输方式，将信息传回给管理中心。资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考.如有不当之处.话联系改正或者删除113.4系统工作流程如流程图，当管道发生沉降时，光纤传感器会

13、出现振动干扰，当出现振动 或者断裂告警时，系统进行检测，并将预警信息及时传递到中心平台，由平台 进行联动告警处理。第4章详细设计本次试点工程选取一段管道进行安全监控。系统的设计示意，如下图所示。资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考.如有不当之处.话联系改正或者删除12管道安全防御系统传感示意图如上图所示，光纤沿着燃气管道铺设，其位置位于管道壁上，三根光缆围 绕管道铺设。 当有第三方破坏发生时， 沉降发生时引起的光路变化会被光纤监 控系统捕捉到，系统报警并给出沉降位置。4 1与管理中心通信光纤沉降预警系统对沉降的检测是24小时候不间断的，实时监测管道沉降

14、情况，当沉降产生时，报警信息通过基于UDP协议的网络传输方式传送至平 台，平台接收到入侵报警信息后，进行统一管理。这样，可以实现立体化反应 迅速的沉降预警管理系统，保证实时可靠，报警信息主要包括了报警状态、沉 降位移、报警地点、报警时间这四个数据，一并打包发送。可使用有线宽带ADSL.无线GPRS/CDMA方式，局域网等与管理中心进行通讯，本次选用GPRS进 行通讯，如下图所示。GPRS/CDMA警报信息包：状态，振动强度，地点，时间资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考.如有不当之处.话联系改正或者删除134 2安装、调试421设备安装4.2.1.1现场

15、监控柜现场监控柜需在现场设置安装一个现场监控柜（要求防雨防高温），并带能支持8小时 工作的后备电源。设备全部放置在现场检控柜内，市电接入、光纤解调仪、光 纤配线架、都放置在内，光纤由此柜引出。4.2.1.2光纤埋设光纤埋设需要光纤的长度根据实际情况（主要是管道和监控室的距离以及是否采用 传感双缆形式）计算得到，要完成整条管线的铺设光纤需要连接，光纤与接续 盒连接时采用熔接方式，具体熔接方式和要求参见详细施工说明书，并同时根 据不同行业的国、行标进行规范处理，包括光纤铺设的规范及埋设规范要求。光纤经过某些特殊地段时，如河流、铁路等，宜采用套管埋地形式。光纤的 埋地深度与管道一致，采用穿管形式，管

16、材为PVC管，直径3厘米。如下图所 示。资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考.如有不当之处.话联系改正或者删除14421.3传感器传感器光纤即为传感器件，光纤与终端盒熔接形成激光回路。光纤埋设施工完即 以完成。422施工技术要求(1)严格按施工图纸施工，在保证系统功能质量的前提下，提高工艺标准要 求，确保施工质量。(2)预埋(留)敷设的管(盒)位置准确，无遗漏。(3)管道、线槽、桥架整齐、美观、牢固，管道连接处清洁，电气连接严密。(4)设备安装牢固、美观，顶装设备横竖成列，墙装设备端正一致、齐全，完 整无遗漏，各种现场变更手续完整有效。()弱电线缆不得与

17、强电走同一预埋管。(6)所有有线缆敷设中间不得有接点。资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考.如有不当之处.话联系改正或者删除154 3现场调试系统施工、安装完毕后，即可根据系统图纸、施工图纸及系统技术要求和 我们编制的调试大纲对光纤传感系统进行调试。系统的调试必须达到设计指 标。经反复调整仍不能达到指标的，找出原因进行整改或返工。直至满足设计 要求为止，调试主要为以三方面：1)系统单项设备调试系统使用的所有设备进行设定、调试，以确保其安全、稳定运行。在单项 设备调试中，要注意同类同型号设备性能的一致性。某些同类同型号设备性能 不能调试一致时，如果估计会影

18、响系统整体性能，应考虑更换或设法用与其相 连接的设备或部件进行补偿。2)主控仪系统灵敏度调试开启主控仪，静态观测，设定系统的灵敏度。实际测试当有风有雨、路上 车辆经过、出入口人员走动、车辆开动时系统不发生报警；当有实际沉降发生 时能精确定位。3)与管理中心报警信息上传调试实际产生报警信号，当报警系统信号产生时，报警信号即刻上传至监控管理中心。4 4系统升级、维护441系统维护措施1）定期进行监控室现场设备清洁、检查。利用系统监测软件查询系统状态。2）移动监控室相关设备时，须注意各项接口是否牢固。3）当第三方破坏，挖断光缆时，利用接续盒进行标准熔接，维护简单。资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘