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文档简介

油气工业控制与数字化生产管理系统提供商输油管道泄漏监测系统

凯特智能控制技术股份有限公司北京中加诚信管道技术有限公司北京凯特高科技术有限公司北京凯特伟业科技有限公司2公司简介及工程业绩1国内检漏系统现状及标准规范2各种检漏系统原理介绍3PLF泄漏监测系统介绍4泄漏分项基本过程5问题讨论67目录3国内检漏系统现状及标准规范2公司简介及工程业绩1各种检漏系统原理介绍3PLF泄漏监测系统介绍4泄漏分项基本过程5问题讨论67目录47现状分析管道泄漏检测系统现状分析

目的及意义1现状及发展趋势257现状分析

管道输送石油产品的泄漏不仅造成宝贵自然资源的浪费、环境污染和影响油气田的正常生产,危害工农业生产和人民生活,更重要的是,由于石油产品是易燃、易爆物品,甚至可能具有较强的腐蚀性,泄漏的石油产品还将直接威胁输油管道、设施的安全运行和人民生命财产,进而造成更大的间接损失和恶性事故。所以,及时、准确地发现管道输送石油产品的泄漏、泄漏位置和泄漏量具有重大意义。

我国输油管道自动化水平的提高为管道泄漏检测技术的应用创造了条件,但目前所采集的数据仅服务于一些简单的应用,未能充分发挥自动控制系统的作用,因此,发展管道泄漏检测技术已成当务之急,对石油产品管道的调度、管理和维护以及充分发挥自动控制系统的作用具有重大和深远的影响。67现状分析

对于特殊环境下的油气输送管道(如海底、沙漠、沼泽等),所经过的都是人迹罕至的不毛之地或无法到达的地方,传统的就地泄漏检测方法显然无法实施,这也要求利用现代管道操作系统,发展基于现代分析和控制方法的管道泄漏检测系统。

随着油气田开发的不断进行,新旧管线并存。由于自然腐蚀、意外破坏、操作失误、偷盗油品等原因,使管道的操作运行环境非常复杂,管道泄漏事故时有发生,且由此而产生的直接和间接损失也越来越大。表1是某油田油气集输管线的主要泄漏情况统计表,不论是泄漏发生的频率还是其危害都触目惊心。

管道作为五大运输方式之一,应用范围越来越广泛,如油气开发、输送和分配,核电厂,城市供气、供暖和给水等。因此,迅速准确的发现管道泄漏和确定泄漏的位置、进行管道完整性检验的技术研究具有重要的现实意义,也是国民经济和人民生活的重要保障。

随着环境保护和安全生产意识的增强、自然资源的日渐匮乏、生产和生活的日益现代化,管道事故状态和管道完整性监测也越来越重要,受到人们的普遍关注。77现状分析

综上所述,该项研究对保护国家自然资源和自然环境,保障国家财产和人民生命安全具有重要的社会和经济意义。同时,对提高我国的管道泄漏检测水平和管道自动控制水平,提高石油产品管道输送的管理水平和输送效益,降低人力物力消耗有深远的影响。87现状分析表1某油田管道泄漏统计该油田成品油管线在1996年由于第三方人为原因发生泄漏事故,造成50余人死亡,管道停输和炼油厂停产,直接经济损失数千万元,引起国家和社会的关注。该油田约100公里集输管线1997年5-12月共发生102次泄漏事件,总泄漏量为256.415m3,输油公司不得不沿线征地,昼夜派人轮流巡视,以便及时发现和处理泄漏。该管道输油公司1997年5-12月管道泄漏及漏油事件如下所示:管线名称泄漏原因及参数泄漏统计原因次数漏油量(m3)单孔漏油量(m3)次数漏油量(m3)单孔漏油量(m3)一厂管线明孔1852.002.8893385.5202.592暗孔1233.502.792腐蚀30.02

二厂管线明孔47.001.7501837.5202.084暗孔728.004.000腐蚀72.52

三厂管线明孔541.008.2001541.3002.753暗孔30.050.017腐蚀70.25

马寨管线明孔0

11.0001.000暗孔11.001.000腐蚀0

四厂管线明孔862.007.7501774.0754.357暗孔612.062.010腐蚀30.015

五厂管线明孔511.002.2001817.0000.944暗孔136.000.462腐蚀0

97现状分析

近几十年来,石油与天然气输送管线小泄漏检测及定位问题越来越受到人们的重视,但由于管道通常都埋在地下、海底或沙漠等地,管线上安装的检测仪表数目有限,使泄漏监视变得很困难。

最早采用的泄漏检测方法是沿管线人工分段巡视,这是一种就地泄漏检测方法,未利用管道输送的任何系统特征,仅凭人、动物、检测仪器和设备对石油产品或其它介质(加臭剂,H2S等)的敏感性来判定在某处是否发生了泄漏。显然,这种方法要求亲临现场,且不能及时地发现泄漏,应用场合也受到限制。

流量平衡法基于管道流体流动的质量守恒关系,根据管道进出口的流量测量值,结合管道中介质储量分析,确定管道中是否发生了泄漏。随着泄漏检测时间的增加其泄漏检测的可靠性也不断增加,但这种方法无法确定泄漏的位置,且由于管道中的介质储量随着输送介质属性和管道运行情况变化较大,该方法对小泄漏的敏感性较差,不能及时的发现泄漏。107现状分析

现代管道泄漏检测和定位技术的研究始与八十年代初,它基于管道SCADA(SupervisoryControlandDataAcquisition)系统,运用现代分析方法和控制理论,对所采集的管道运行数据进行信号处理,结合管道流体流动的流动规律,实现管道实时在线泄漏检测和定位。它是管道流体流动模型、管道实时在线观测器、参数学习器和泄漏状态检测器的综合应用,涉及管道流体流动模型和过程仿真、滤波处理、模式识别、随机过程分析、随机估计和决策等方面的理论和方法。下表列出目前通常采用的泄漏检测方法。值得指出的是,这些方法仍在发展和应用中,如运用管道实时在线检测系统来发现和确定泄漏的大概位置,使用就地检测方法来确定泄漏的具体位置等。117现状分析

由于国外石油产品管道自动化起步较早,管道泄漏检测技术作为管道SCADA系统的4个重要应用之一,已形成较为成熟的理论体系和专用技术,被广泛应用于石油产品管道的自动控制系统上,申请了许多油气管道泄漏检测的专利。但由于管道泄漏检测问题是一个大型复杂非线性偏微分方程组的反问题,不论是非线性滤波处理还是反问题的求解方面,在理论和应用方法上都可做进一步深入研究工作。因此,在管道泄漏检测技术方面的研究工作仍在不断进行,尝试各种新的方法和手段,以提高泄漏检测的灵敏度和更加准确地判断泄漏位置。127现状分析其他方法分类方法描述检测原理应用技术及要求就地检测人的视、嗅觉凭人、动物、检测仪器和设备对石油产品或其它介质(加臭剂,H2S等)的敏感性来判定在某处是否发生了泄漏局部泄漏检测,站场内泄漏检测,定点及应用现场动物的嗅觉仪器(成分分析)加味(刺激嗅觉)

流量平衡人工比较进出管线流体的流量端点流量自动比较进出管线流体的流量数据采集系统进出管线流体流量、考虑管道储量简单变化数据采集系统进出管线流体流量、中间测压计算管道储量变化数据采集系统进出管线流体流量、动态仿真计算管道储量变化SCADA系统波敏法液体管道泄漏将使管道端点压力急剧下降,通过记录管道压力降及传播到管道端点的时间差,可实现管道泄漏定位。SCADA系统(压力)

动态模型是管道流体流动状态空间模型(管道流体流动质量守恒、动量守恒和能量守恒)、管道实时在线动态观测器、管道参数学习器和泄漏状态检测器的综合应用SCADA系统137现状分析

我国自八十年代末开展了液体管道泄漏检测技术的研究工作,在液体管道泄漏检测理论方面取得了一定的成果和经验,但研究成果仍未达到实用阶段。

随着国内石油产品管道自动化水平的提高,管道泄漏检测的应用环境也愈趋成熟,如何充分发挥自动控制系统的功能,实现管输石油产品泄漏的自动检测就受到人们的普遍关注,在这方面的理论研究和应用都将不断发展。

目前国内使用比较成熟,投资成本相对较低的方案就是波敏法与流量平衡相结合的方法。147标准规范标准号题

目GB3100国际单位制及其应用GB50183原油和天然气工程设计防火规范GB50253输油管道工程设计规范GB50058爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB3836.1爆炸性气体环境用电气设备第1部分:通用要求GB3836.2爆炸性气体环境用电气设备第2部分:隔爆型“d”GB3836.4爆炸性气体环境用电气设备第4部分:本质安全型“i”GB4208外壳防护等级的分类GB4943数字处理设备的安全GB/T15969可编程序逻辑控制器SY/T10045-2003工业生产过程中安全仪表系统的应用SY/T0090油气田及管道仪表控制系统设计规范SY/T0091油气田及管道计算机控制系统设计规范GB17859计算机信息系统安全保护等级划分准则SY/T6826-2011液体管道计算监测157标准规范液体管道的计算监测API1130167标准规范性

能性能指标运行工况敏感性在现场仪表能够正常反应监测情况下,最小可监测到的泄漏量为0.5%稳态最小的反应时间为1分钟稳态当泄漏量为

50%时,反应时间不超过1分钟稳态当泄漏量为

20%时,反应时间不超过1.2分钟稳态当泄漏量为

10%时,反应时间不超过 1.5分钟稳态当泄漏量为

5%时,反应时间不超过2分钟稳态当泄漏量为

1-2%时,反应时间不超过3.0分钟稳态当泄漏量为

0.5%时,反应时间不超过

5.0分钟稳态可靠性每年不超过5次误报警所有工况每年不超过 3次误报警瞬变每年不超过0 次误报警稳态每年不超过1 次误报警启动设备每年不超过1 次误报警停运稳健性0个压力变送器不工作,功能也不减少所有工况2个温度计不工作,功能也不减少所有工况中间干线流量计不工作,功能也不减少所有工况阀门的状态改变,功能不减少所有工况精确性泄漏量大于

5%时,定位误差不超过

0.3公里稳态泄漏量在

1-5%时,定位误差不超过

0.5公里稳态API1130性能指标表17公司简介及工程业绩1各种检漏系统原理介绍3PLF泄漏监测系统介绍4泄漏分项基本过程5问题讨论67国内检漏系统现状及标准规范22目录187泄漏原因油气长输管道发生泄漏的原因多种多样,但大致可以分为:1)管道腐蚀:防护层老化、阴极保护失效,以及腐蚀性介质对管道外壁造成的腐蚀和传输介质的腐蚀成分对管道内壁造成的腐蚀;2)自然破坏:由于地震、滑坡等自然灾害以及气候变化使管道发生翘曲变形导致应力破坏;3)第三方破坏:不法分子的盗窃破坏,施工人员违章操作,野蛮施工造成的破坏;4)管道自身缺陷:包括管道焊接质量缺陷,管道连接部位密封不良,未设计管道伸缩节,材料等原因。油气管道泄漏不仅给生产、运营单位造成巨大的经济损失,而且会对环境造成破坏、严重影响沿线居民的身体健康和生命安全。197检漏技术发展历史国外从上个世纪70年代就开始对管道泄漏检测技术进行了研究:1976年德国学者R.Isermann和H.Siebert就提出以输入输出的流量和压力信号经过处理后进行互相关分析的泄漏检测方法;1979年ToslhioFukuda提出了一种基于压力梯度时间序列的管道泄漏检测方法;1987年L.Billman和R.Isermann提出采用非线性模型的非线性状态观测器的检漏方法;1988年A.Benkherouf提出了卡尔曼滤波器方法;1991年Kurmer等人开发了基于Sagnac光纤干涉仪原理的管道流体泄漏检测定位系统;1993年荷兰壳牌(shell)公司的X.J.Zhang提出了统计检漏法;1999年美国《管道与气体杂志》报道了一种称作“纹影”(Schlieren)的技术,即采用空气中的光学折射成象原理可用于管道检漏;2001年Witness提出了采用频域分析的频域响应法,其基本思想是将管道系统的模型转换到频域进行泄漏检测和定位分析;2003年MarcoFerrante提出了采用小波分析的方法,利用小波技术对管道的压力信号进行奇异性分析,由此来检测管道泄漏。207检漏技术发展历史我国对于管道泄漏技术的研究起步较晚,但发展很快。1988年方崇智提出了基于状态估计的观测器的方法;1989年王桂增提出了一种基于Kullback信息测度的管线泄漏检测方法;1990年董东提出了采用带时变噪声估计器的推广Kalman滤波方法;1992年提出了负压波法泄漏检测法;1997~1998年天津大学分别采用模式识别、小波分析等技术对负压波进行了很大程度的改进;1997年唐秀家等人首次提出基于神经网络的管道泄漏检测模型1999年张仁忠等提出了压力点分析(PPA)法和采集数据与实时仿真相关分析法相结合的方法;2000年胡志新等提出了分布式光纤布拉格光栅传感器的油气管道监测系统;217检漏技术发展历史2002年崔中兴等介绍了声波检漏法;2003年胡志新提出了基于Sagnac光纤干涉仪原理的天然气管道泄漏检测系统理论模型;2003年潘纬等利用小波分析方法来分析信号的奇异性及奇异性位置,来检测天然气管线泄漏;2003年夏海波等提出了基于GPS时间标签的管道泄漏定位方法;2004年白莉等提出了一致最大功效检验探测泄漏信号;2004年吴海霞等运用负压波和质量平衡原理,采用模糊算法和逻辑判断法,利用压力、流量和输差三重机制实现了对原油管道的泄漏监测及定位、原油渗漏监测和报警;2004年伦淑娴等利用自适应模糊神经网络系统的去噪方法可以提高压力信号;227检漏技术发展历史2005年张红兵等介绍了根据管道的瞬态数学模型,并应用特征线法求解进行不等温输气管道泄漏监测;2005年刘恩斌等研究了一种新型的基于瞬态模型的管道泄漏检测方法,并对传统的特征线法差分格式进行了改进,将其应用于对管道瞬态模型的求解;2005年朱晓星等提出了将仿射变换的思想应用到基于瞬态压力波的管道泄漏定位算法中;2005年白莉等等将扩展卡尔曼滤波算法,应用于海底管道泄漏监测与定位;2006年白莉等利用多传感器的信息融合思想,提出分布式检测与决策融合方法进行长距离海底管线泄漏监测;2006年提出了一种基于Mach-Zehnder光纤干涉原理的新型分布式光纤检漏测试技术。237检漏方法检漏方法的分类:根据检测过程中所使用的测量手段不同,分为基于硬件和软件的方法;根据测量分析的媒介不同,分为直接检测法与间接检测法;根据检测过程中检测装置所处位置不同,分为内部检测法与外部检测法;根据检测对象的不同,分为检测管壁状况和检测内部流体状态的方法;根据预警先后顺序不同,分为事前预警和事后预警。24检漏方法根据预警先后顺序不同,分为事前预警和事后预警。事前预警光纤震动电压-阴极保护声波法(传播介质为管壁)事后预警负压波法/音波法流量平衡法模型法(模拟仿真)电缆法内检测法(智能球)电压-阴极保护统计法分类成熟的常用方法,投资小,维护成本低,施工简单,定位精度高:流量平衡及模式识别进行泄漏报警,波敏法进行定位25检漏方法国外应用情况:压力波及统计法----Atmos瑞利模型法----ESI,StonerSPS光纤法----澳大利亚FFT声波法----以色列Hadas国内应用情况:(1)模型法

----几家都有(2)光纤,声波----实验段应用效果不理想,价格贵,适应性差。267检漏方法内检测法(智能球)基于磁通、超声、涡流、录像等技术的探测球法是上世纪80年代末期发展起来的一项技术,将探测球沿管线内进行探测,利用超声技术(“超声猪”)或漏磁技术(“磁通猪”)采集大量数据,并进行事后分析,以判断管道是否有泄漏点。该方法检测准确、精度较高,缺点是探测只能间断进行,易发生堵塞、停运的事故,而且造价较高。277检漏方法GPS时间标签法GPS(全球定位系统)的基本定位原理是:卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息,用户接收到这些信息后,经过计算求出接收机的三维位置,三维方向以及运动速度和时间信息。采用GPS同步时间脉冲信号是在负压波的基础上强化各传感器数据采集的信号同步关系,通过采样频率与时间标签的换算分别确定管道泄漏点上游和下游的泄漏负压波的速度,然后利用泄漏点上下游检测到的泄漏特征信号的时间标签差就可以确定管道泄漏的位置。采用GPS进行同步采集数据,泄漏定位精度可达到总管线长度的1%之内,比传统方法精度提高近3倍。287检漏方法体积或质量平衡法管道在正常运行状态下,其输入和输出质量应该相等,泄漏必然产生量差。体积或质量平衡法是最基本的泄漏探测方法,可靠性较高。但是管道泄漏定位算法对流量测量误差十分敏感,管道泄漏定位误差为流量测量误差的6-7倍,因此流量测量误差的减小可显著提高管道泄漏检测定位精度。提高流量计精度是一种简便可行的方法,北京大学的唐秀家教授于1996年首次提出了采用三次样条插值拟合腰轮流量计误差流动曲线,动态修正以腰轮流量计滑流量为主的计量误差的方法。此方法能显著提高管道泄漏检测的灵敏度和泄漏精度。297检漏方法体积或质量平衡法报警限增加分类可靠性降低泄漏检测时间管道瞬时泄漏量K0R0检测过程及时间307检漏方法负压波法(波敏法)当管道发生泄漏事故时,在泄漏处立即有物质损失,并引起局部密度减小,进而造成压力降低。由于管道中流体不能立即改变流速,会在泄漏处和其任一端流体之间产生压差,该压差引起液流自上而下流至泄漏处附近的低压区,该液流立即挤占因泄漏而引起密度及压力减小的区域在临近泄漏区域和其上、下游之间又产生新的压差。泄漏时产生的减压波就称为负压波。设置在泄漏点两端的传感器根据压力信号的变化和泄漏产生的负压波传播到上下游的时间差,就可以确定泄漏位置。该方法灵敏准确,无需建立管线的数学模型,原理简单,适用性很强。但它要求泄漏的发生是快速突发性的,对微小缓慢泄漏不是很有效。基于负压波的传播理论,提出了两种定位方法:(1)设计了一种能够快速捕捉负压波前锋到达压力测量点的波形特征点的微分算法,并基于此种算法进行漏点定位;(2)将极性相关引入漏点定位技术,通过确定相关函数峰值点的方法,进行漏点定位。这两种定位方法是对泄漏时的压力时间序列分别从微分和积分,从瞬态和稳态两方面进行处理,提取特征值。这两种方法配合使用,相互参照,能够提高泄漏点定位的准确度。目前,负压波法在我国输油管道上进行了多次试验,取得了令人满意的效果,但在输气管道上的试验并不多。有文献指出,负压波法完全适合于气体管道的泄漏检测,ICI公司曾经使用负压波法在乙烯管道上进行过成功的试验。使用压力波法时,应当选用只对负压波敏感的压力传感器(因为泄漏不会产生正压波),传感器应当尽量靠近管道,而且要设定合适的阈值,这样可以更好地抑制噪音。317检漏方法

确定两端点首达时间:αβγ滤波小波滤波中值滤波考虑了输送介质的温度、密度和管材变化对波速的影响该方法仅适用于液体管道在泄漏发生以后该方法不起作用

定位公式:X0=1/2[L+(t1-t2)*V首端末端泄漏点X0t1t2负压波法(波敏法)327检漏方法音波法主要通过压力音波变送器获取现场的动态压力变化情况。音波法检测灵敏度更加灵敏,能够检测到更小泄漏量的压力波动计算公式:S=(D-V(Ta-Tb))/2音波检测原理与负压波检测原理基本相同,区别在于负压波信号检测的是管道的绝对压力值,而音波法检测的是管道的动态压力变化情况。音波法检测灵敏度更加灵敏,能够检测到更小泄漏量的压力波动。337检漏方法小波变换法

小波变换即小波分析,是20世纪80年代中期发展起来新的数学理论和方法,被称为数学分析的“显微镜”,是一种良好的时频分析工具。利用小波分析可以检测信号的突变、去噪、提取系统波形特征、提取故障特征进行故障分类和识别等。因此,可以利用小波变换检测泄漏引发的压力突降点并对其进行消噪,以此检测泄漏并提高检测的精度。小波变换法的优点是不需要管线的数学模型,对输入信号的要求较低,计算量也不大,可以进行在线实时泄漏检测,克服噪声能力强,是一种很有前途的泄漏检测方法。但应注意,此方法对于工况变化及泄漏引起的压力突降难以识别,易产生误报警。347检漏方法水力坡降线法

水力坡降线法的技术不太复杂。这种方法是根据上游站和下游站的流量等参数,计算出相应的水力坡降,然后分别按上游站出站压力和下游站进站压力作图,其交点就是理想的泄漏点。但是这种方法要求准确测出管道的流量、压力和温度值。对于间距长达几十或几百公里的长输管道,由仪表精度造成的误差可能使泄漏点偏移几公里到几十公里,甚至更远,给寻找实际泄漏点带来困难。因此,应用水力坡降线法寻找长输管道泄漏点时应考虑仪表精度的影响。压力表、温度计和流量计等的精度对泄漏点的判定都有直接关系。把上、下游站这3种仪表的最大和最小两种极端情况按照排列组合方式,可以构成64种组合,其中有2种组合决定泄漏区间的上、下游极端点。目前这种方法较少采用。357检漏方法电缆检漏法

检漏电缆多用于液态烃类燃料的泄漏检测。电缆与管道平行铺设,当泄漏的物质渗入电缆后,会引起电缆特性的变化。目前已研制的有以下几种电缆。(1)油溶性电缆(2)渗透性电缆(3)分布式传感电缆367检漏方法实时模型法

根据瞬变流的水力模型和热力模型考虑管线内流体的温度、压力、比重及粘度等参数的变化,建立起管道的实时模型。SPS模拟仿真简介377检漏方法光纤预警技术利用光纤传感技术,使用管道附近有通信光缆中的一芯作为探测光缆,实时感应管线周围的振动信号,对人员、车辆行驶、人工挖掘、机械挖掘等典型事件进行有效区分和定位。各种检漏系统原理介绍338公司简介及工程业绩1PLF泄漏监测系统介绍4泄漏分项基本过程5问题讨论67国内检漏系统现状及标准规范22目录397PLF3.1泄漏监测系统

管道泄漏检测系统PLF3.1(PipeLeakFinder3.1)是一套基于管道的实时运行数据,实现管道泄漏状态报警和定位的成熟系统,主要应用于油气输送管线的泄漏检测、定位。该泄漏检测软件根据管道两个端点实时在线检测或历史记录的运行数据(压力、流量等),监测管道的完整性和运行状态,在必要时发出管道泄漏状态和泄漏位置报警。PLF3.1运行于Windows98/2000/NT/XP系统。

该软件具有丰富的实用功能,良好的人机交互界面,并且技术指标高,具有强大的数据接口功能。支持OPC协议,可以容易的获取和分享数据。

目前管道泄漏检测系统PLF3.1服务于中国石油、中国石化、延长集团、中国航油及其他地方管道共计60多条,油品种类包括原油、汽油、柴油、航煤油、化学液体等,管线长度从4.7千米到1000余千米。407PLF3.1检测原理

检漏系统采用成熟的以瞬态负压波法为主,流量平衡、模式识别法相辅的方式。瞬态负压波法即当管道中发生泄漏时,泄漏所产生的扰动总是沿管道向泄漏点的上下游传播,当该过程传播到管道上下游端点时,使其运行参数发生变化。即形成了特定的曲线特性,针对这一特性软件通过信号处理及模式分析等方法判断管线发生泄漏,随着泄漏发生位置的不同,管道端点的响应时间也不同。根据所测量到的管道泄漏扰动波首次传播到两个端点的时刻和时间差,及压力波向下游和上游传播的速度计算出管道泄漏的位置。其数学模型原理见下图(图6)。由于各管线的工况参数的不同及输送的介质的不同,压力波的传递速度及衰减也不尽相同,准确可靠的报警定位还进行必要的修正。通过记录泄漏压力波的各种首达时,可根据该首达时的时间差,计算出泄漏的位置x0和发生的时间:由此误差产生的管道泄漏定位误差为:其中:v

是管中流体流速,

a是管中波动速度,

L是管道长度。检漏数据的刷新频率为每秒钟10次,这样在理论上可达到定位精度小于±50米。417PLF3.1泄漏监测系统该管道泄漏检测方法需进行下述处理:

判断和识别管道泄漏扰动波首次传播到两个端点的时刻和时间差。

计算管道中压力波的传播速度。

计算流体的流速。

计算管道中泄漏的位置。

波敏法泄漏定位采用压力降、小波滤波等方式确定压力变化的准确时间,消除外界挠动产生的干扰。

综上所述,当两站间某一点发生泄漏时必将引起上下游两站压力的下降,其幅度与泄漏速度有关,泄漏越快压力下降越大,反之相同,通过监视记录两站的压力变化情况就可实现报警。但是,当首末站出现人工操作调节泵及阀门等操作,也会出现报警,但有压力报警不一定表示有泄漏(即漏泄不是压力下降的充分必要条件)。而管线泄漏必然会引起输差增大,并具有突然性即泄漏是突然输差增大的充分必要条件。

流量平衡法是根据管道介质流动守恒原理,在单位时间内管线流入及流出的介质体积应该是平衡的,根据这一原理在考虑到仪表误差、压力、温度、管线参数等修正后,进站的瞬时流量少于出站的瞬时流量时,再通过概率及统计分析后进行泄漏的判断,此方法特别适合对小流量泄漏的报警。但是由于受两端流量计的重复精度的影响,本方法不适宜于管道由于腐蚀而引起的小渗漏情况。427PLF3.1技术指标技术指标:

管道泄漏检测及定位系统PLF3.1,根据管线、油品物性等参数以及计算机系统采集到的各个站点的瞬时压力、流量、密度等参数,先经数据的有效性分析、小波变换和多种滤波方法对信号进行处理,再经过分析计算后动态实时地对管线进行泄漏报警及定位,在管线正常满流输送且有流量计计量的基础上,检漏系统具体性能指标如下,实际运行会优于该指标:

灵敏度:系统可在1分钟之内探测出管道的突发性事故,5分钟内探测出大于管道设计流量1%的泄漏。(具体最小泄漏量与压力、流量的重复精度有关)

可靠性:泄漏误报率小于2次/年。(有流量监测)

泄漏量精确度:对于泄漏量>5%流量,泄漏量大小计算的精确度优于±10%。对于2%流量≤泄漏量≤5%流量,泄漏量大小计算的精确度优于±15%;

定位精确度:对于泄漏量>5%流量,泄漏位置小于等于±400m,对于2%流量≤泄漏量≤5%流量,泄漏位置的确定在±1%管段距离的范围之内;最小可检测泄漏量≤泄漏量≤2%流量,泄漏位置确定在±2%管段距离的范围之内;

微小泄漏报警:当微小泄漏事件发生后泄漏量达到设定的门槛值时,系统即可发出泄漏报警(微小泄漏量取决于流量计重复精度)。7PLF3.1泄漏监测系统实际管道RTUSCADA系统控制界面通讯系统PMTPMTPMTP,M,TP,M,TP,M,T量身定做您的系统(1)可以基于管道SCADA系统,所有的数据采集由SCADA系统完成,检漏系统有丰富的数据接口。可以独自成系统,作为SCADA的简单备份。(2)仅根据管道两个端点的压力、流量和温度量测值进行管道泄漏检测及泄漏定位(3)通讯方式灵活,支持无线,有线,卫星,Internet、CDMAGPRS方式,支持Web功能,可远程登录。(4)离线历史数据回放和泄漏定位,用于运行状况分析

(5)泄漏检测位置在管道地图中的显示。泄漏检测系统RTURTU447PLF3.1软件功能当泄漏发生时发出声光报警,在报警条位置上显示报警信息。并产生必要的泄漏事件记录和文件。泄漏点的位置会在管线走向图明确提示,方便值班人员查找泄漏点的具体位置。该软件还可将泄漏位置通过预留的标准接口传输给GIS(地理信息系统)系统。系统在泄漏发生时会实时进行泄漏量的统计计算,并在泄漏结束时给出总泄漏数量(立方米),便于统计损失的大小。当泄漏量超出用户自行设定的门槛值(微小泄漏)时,系统就发出报警。

具有模式识别功能。能进行管道泄漏状态和正常运行状态判别和分类。消除管线正常操作而产生的误报警(如:末站倒罐、首站跳泵、流量调整等)。离线泄漏状态检测和泄漏定位。具有历史数据回放器,可回放某一时段时间的数据,运用此功能进行事故分析。可设定基础门槛值,检漏系统可根据仪表的精确度、重复性和数据的分辨率,以及管道和输送的介质特性设定泄漏检测的基础门槛值;识别管道的正常瞬变流动,不受过程中噪声的影响。具有WINDOWS风格的全中文在线帮助功能。除具有WINDOWS的安全管理机制外,系统还具有分级管理功能,管理员和各操作员具有各自不同的操作权限。457PLF3.1典型系统CRTCRTCRTPLC5处理器模拟屏SCADA主机2#SCADA主机1#CRTCRTCRTCRT对称存储光盘存储器通讯前置机MODEM通讯终端机PLC5MODEM通讯终端机PLC5MODEM通讯终端机PLC5MODEM通讯终端机PLC5MODEM通讯终端机PLC5现场仪表LANALANB培训计算机工程师站操作员工作站管线检漏终端报告打印机事件打印机硬拷贝机卫星有线DH+操作显示面板首站中间站中间站中间站末站DH+操作显示面板DH+操作显示面板DH+操作显示面板DH+操作显示面板DH+操作显示面板打印机467PLF3.1典型系统477PLF3.1典型系统487泄漏检测系统组成组成:(1)检漏工作站-运行泄漏检测软件PLF3.1(2)通信链路(3)数据采集通常与SCADA共用497泄漏检测系统组成现场仪表数据采集通讯网络监控平台压力变送器温度变送器流量计密度计、粘度计PLC(AB、ABB、Schneider、Siemens、GE)RTU(Sixnet、BB)DCS(YOKOGAWA、Honeywell)SCADA光缆SDH系统(同沟敷设光缆)DDN专线(2M、4M、E1、微波专线)InternetVPN卫星、移动无线网络(4G、3G、2G)检漏工作站操作系统(Win2012、XP、Win7、Win10)数据通讯接口软件(NIOPCSERVER)泄漏检测平台软件(PLF3.1、SPS)507泄漏检测系统组成现场仪表压力变送器温度变送器流量计密度计、粘度计安装位置:尽量远离泵、罐等干扰设备,如进出站(收发球筒)处。压力变送器:精度高,响应快,如罗斯蒙特3051或其他品牌。采集设备要求:16位精度,采样率>10次/秒安装位置:管道进出站位置。质量流量计或体积流量计:精度要求±0.2%(交接计量标准),通讯方式:DH485或脉冲信号或4-20ma信号安装位置:管道收发球筒附近,进出站处。精度要求:±0.15+0.002*|t|注:|t|为实际温度的绝对值51架构流程图527系统账户服务器、工作站启动登录账号:用户名:administrator

密码:123泄漏监测系统软件登录账号:用户名:admin

密码:admin537操作界面547操作界面557操作界面567操作界面577操作界面587操作界面597操作界面607操作界面617操作界面627操作界面637操作界面647操作界面657操作界面667操作界面677操作界面687操作界面PLF泄漏监测系统介绍4各种检漏系统原理介绍369公司简介及工程业绩1泄漏分项基本过程5问题讨论67国内检漏系统现状及标准规范22目录707泄漏分析基本过程检漏系统正常运行状态下,要求保证首末站之间的通讯正常,要求能够看到首末站的实时运行参数,同时保证运行参数的有效性。检漏系统运行状态下,一般要求置于“总趋势”页面中,同时根据当前的运行状态,分别调整压力和流量的趋势量程,这样当运行参数发生变化时,趋势变化更加明显。当泄漏报警产生后,一般情况下有报警信息对话框,在该对话框中有报警信息(包括泄漏位置、瞬时流量差、累积泄漏量等)。泄漏报警产生后,首先需要确认是真实的泄漏报警还是误报警情况。如果发生了工艺操作,可以排除泄漏报警。如果没有发生工艺操作而发生的泄漏报警首先根据“总趋势”图中的曲线变化来判断是否发生泄漏。717泄漏分析基本过程727泄漏分析基本过程如果管道中间发生了泄漏情况,此时出现的管道泄漏特征曲线:首末站压力都是下降的(绿线和黄线都是下降趋势)首站流量是上升的,末站流量是下降的(红线是上升或不变趋势,白线是下降趋势,红白两条线由重合状态变成分离状态)根据上述步骤分析应该可以排除误报警情况,在确认真实泄漏情况下,就需要去分析定位泄漏位置。对于检漏系统在报警对话框中提供的泄漏位置,只是作为一个参考数据,不能完全依赖该结果,如果要获得准确泄漏位置还是要通过“手动分析”工具去分析计算准确的泄漏位置。737泄漏分析基本过程点击工具栏上的“泄漏分析”/“手动分析”,进入手动分析模块进行定位分析。操作步骤如下:a.确定信号选择(一般情况下选择压力信号,默认即可);b.选择分析数据的时间(正常情况下由于是刚刚产生的报警信息,因此就选择系统当前报警时间为准,如果是分析以前的历史数据,则需要修改时间);c.确认持续时间(默然1小时,如果泄漏刚好发生在时间的整点,则可以选择2小时);747泄漏分析基本过程d.点击“读数据”按钮,读取选择时间段的历史数据,如果感觉压力波动比较大,则可以将“无滤波”按钮点击上来,此时显示“滤波”提示(建议在滤波和无滤波两种情况下都进行数据分析,比对分析的数据结果,如果分析结果正确,两种情况下分析计算出的结果应该是一致的);e.拖动趋势波形图上的十字坐标(白、红)分别到对应曲线的压力拐点处(可以通过“分析工具”,准确找到曲线的拐点),曲线分析可以分析下降沿,也可以分析上升沿,而且在盗油情况下,上升沿压力的变化比下降沿的压力变化变化更快、更明显;757泄漏分析基本过程f.点击“定位”按钮,计算结果;g.分析完成后,点击“返回”按钮退出手动分析模块。退出手动分析模块后就可以在“管线走向图”中看到泄漏位置在地图中的位置显示。767泄漏分析基本过程777泄漏分析基本过程如果是刚刚发生泄漏报警,且泄漏事件发生在一个相同的时间段内,如9点,可直接点击“读数据”按钮,如果泄漏事件发生在两个时间段内,如在9点50分发生泄漏,10点5分结束,则需将时间选择在9点,持续时间选为2小时,再读取数据;如果是分析历史数据则要选择以前时间的数据读取。

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