次声波管道泄漏监测系统在港沧输气管道上的应用

2022-12-28

港沧输气管道隶属于大港油田天然气公司, 担负着向沧州地区工业、居民等用户供气的任务。近年来, 随着管道运行年限的增加, 管道泄漏风险逐年加大, 一旦发生泄漏事故, 将影响输气系统的正常运行, 造成经济损失和环境污染, 甚至导致火灾、爆炸等事故的发生, 危险性极高。然而, 目前管道泄漏监测手段仍为人工巡线, 存在监测不连续、泄漏事故发现不及时、无法准确定位、效率低等问题。针对此问题, 对港沧输气管线加装次声波管道泄漏监控系统, 实现天然气管道的实时监控, 更够有效提高管道自动化管理水平。

一、次声波的概念及特点

频率小于20Hz (赫兹) 的声波叫做次声波。次声波的特点是来源广、传播远、能够绕过障碍物传得很远。次声波频率很低, 在20Hz以下, 波长却很长, 传播距离也很远。它比一般的声波、光波和无线电波都要传得远。由于次声波频率很低, 大气对其吸收甚小, 当次声波传播几千米时, 其吸收还不到万分之几, 所以它传播的距离较远, 能传到几千米至十几万千米以外。

二、次声波管道监测原理

当管道发生泄漏时, 次声波沿管线向泄漏点两端传播, 但由于泄漏点距离两端监测传感器距离不同, 所以同一波形到达两端传感器的时间存在时间差△T (T2-T1) 。因此, 知道了1、2号传感器之间的距离L, 以及次声波在天然气内传播速度V (300米/秒) , 就可以计算出泄漏点距1号传感器的距离X。

式中:X—泄漏点距1号传感器的距离;L—1、2号检测传感器之间的距离;

V—次声波传播速度;△T—次声波到1、2检测传感器的时间差

三、港沧输气管道次声波管道系统设计理念:

1. 次声波监测设备:

整套系统设计理念主要分为次声波数据信号采集、数据传输、数据计算以及报警方式几部分。在整套系统具体实施中, 依据港沧管道本身工艺, 在管道首末站以及管线中的4个阀室加装监测传感器, 监测传感器的引压点安装于原压力表预留处。监测传感器安装的同时分别加装RTU远传系统, 使监测的波形信号通过GPS网络无线传输至监控计算机。监控计算机通过详细的计算分析, 一旦诊断出有泄漏发生, 会以网页显示和手机短信的方式同时告知监控人员, 使员工可以第一时间做出管道泄漏应急处理。

2. 次声波监控系统软件:

次声波远程监测计算机安装在大港油田天然气公司大楼内, 整套系统采用B/S结构, 即Browser/Server (浏览器/服务器) 结构, 是随着Internet技术的兴起, 对C/S结构的一种变化或者改进的结构, 在这种结构下, 用户可以通过任何一台计算经网络浏览器实现对次声波管道泄漏监测系统内的波形参数、管线泄漏报警等进行监控和查询。极大的降低了因泄漏事故引起的生命、财产损失, 同时也减少了巡线工人的工作量, 优化资源配置。

结论

次声波管道泄漏系统是一种新兴技术, 可以对天然气管网进行泄漏监测, 能够准确定位漏点, 及时采取紧急应对措施。同时, 能够满足管道的实时监控, 实现对天然气管网的网络监控。但是, 新技术在试运行中必然存在一定不足, 针对港沧输气管线次声波管道泄漏系统的可靠、稳定运行方面还有待进一步研究和证实。

摘要：目前, 大港油田港沧输气管道泄漏监测手段仍为人工巡线, 存在监测不连续、泄漏事故发现不及时、无法准确定位、效率低等问题, 为了解决此问题, 大港油田天然气公司采用次声波管道泄漏监测技术。次声波管道泄漏监测系统是一种新兴技术, 它是利用次声波不容易衰减, 不易被水和空气吸收等独有的物理特性并结合相应的互联网软件实现管道泄漏的实时监控。此项技术的应用, 能够准确定位天然气管道泄漏点, 及时采取应急措施, 保证天然气管道的安全运行, 同时实现了天然气管道的网络化管理, 降低了管道的管理和维护费用。

关键词：次声波,天然气管道,泄漏,港沧输气管道,监测,B/S结构