管道泄漏监测在成品油管道输送中的应用

管道泄漏监测在成品油管道输送中的应用

寇娜

中航油石化管道有限公司北京市101318

摘要：管道运输作为成品油远距离输送的主要方式，一旦发生事故，后果不堪设想。但在长期运行中，自然老化、腐蚀破裂以及第三方破坏（人为打孔盗油、机械挖掘、地震等）时有发生，给成品油管道带来安全隐患，油品泄漏是成品油管道生产运营管理中一项重要安全隐患，严重情况下还会引发火灾以及爆炸等事故，给人员生命财产以及自然环境带来严重威胁。因此，积极研究成品油管道泄漏监测技术并进行现场工程应用，实时监视管道的运行状况，及时发现泄漏事件并进行报警和定位，提醒操作人员采取相应措施，具有重要意义。

关键词：成品油管道；泄漏监测；工程实施；安全

引言

成品油是原油经过加工处理后，转化为工业使用的油品。可以用于车辆的燃料、化工厂的原料等，应用于国民生产的各个环节。作为能源被人类利用。成品油是经过原油的加工生产而得到的产品，一般以汽油、柴油或工业原料油居多，在成品油的运输过程中，更安全的运输方式就是管道运输。如果使用大罐运输成品油，会造成更大的蒸发损耗，损失的油量，对环境影响比较大，而且存在安全隐患。无论汽车罐装运输，还是轮船运输或者铁路运输，都是将成品油进罐，达到目的地后，通过大罐发油，供给用户，每次的收发油品的操作，都会造成油品的蒸发损耗，而损失掉一部分油量，造成成品油的浪费。为了保证成品油输送管道安全高效地运行，采取最佳的输送方案，降低管道输送的摩阻损失，采用先进的输送工艺技术措施，达到最佳的输送效果。优化设计成品油顺序运输管道，对管道安全运营具有非常重要的作用。

1管道输油监测技术的应用

近年来，在全球领域基本上都已投入使用了较为完善的成品油管道输送技术，实现了对各种成品油的管道输送，像是我们经常会接触到的汽油、柴油和化工类液体产品等。我们国家也已经在此领域投入了大量的人力和财力，并且合理利用计算机技术予以辅助。进行成品油输送的时候，我们一般会选择的输送方法是密闭输送技术和隔离技术，纵观外国在此领域已经投入使用混油界面监控技术、大落差防控技术。

2管道泄漏监测系统介绍

2.1泄漏监测原理

成品油管道发生泄漏时，在泄漏位置将会造成局部流体密度减小，压力降低，形成负压波。同时，油品外泄将与管壁进行摩擦，产生宽频带声波信号（包括次声波段、可闻声波段以及超声波）。压力波以及声波均以管内介质为载体向管道两端传播。通过检测这两种信号传输到上、下游传感器的时间差以及信号在介质中的传播速度，结合信号分析、小波变换、模式识别等技术即可实现管道泄漏判断及定位。

因高频信号在油品中传输时衰减迅速，远距离检测到的信号为负压波信号和音波信号（即低频声波信号，包括次声波段和低频可闻声波段）。在信号获取时，通过现场压力变送器获取负压波信号，利用新装音波传感器获取音波信号。

2.2时间差计算利用

GPS时间同步技术，校准各数据采集器的触发时间，使其拥有相同的时间标签，消除系统因运行时间增长所带来的累积误差。泄漏发生时，先获得相邻监测点记录的泄漏信号前沿时间标签，再结合漏点定位公式，就可以对漏点进行定位。信号传输到上下游传感器的时间差可通过互相关分析获得。互相关函数的极值所对应的相对于坐标原点的时间偏移，即为信号传播到首末端传感器的时间差。

2.3系统特性

与原油管道相比，成品油管道泄漏监测难度较大，主要体现在：

（1）多批次、多油品顺序输送。多批次顺序输送时产生混油段，形成多段多密度油品区，使得信号传输速度波动范围较大，若用单一油品区的信号传输速度来进行定位计算，必然会增大定位误差。

（2）分输点多。成品油管道沿线建设有多条分输支线，分输时形成的工况与泄漏相似，干扰了泄漏工况的准确识别，容易造成误报警。

（3）调控频繁。因管理需要，成品油管道将会进行大量操作调控，如启输、停输、泵阀不定期操作等。这些正常操作工况下产生的信号将会对泄漏监测系统产生干扰，引起误报。

因此，泄漏监测系统需要针对成品油管输特点进行技术攻关，使其满足在线泄漏监测技术要求。成品油管道泄漏监测系统特性主要为：

（1）定位准确。系统应能自适应多油品批次输送影响，根据不同油品区动态计算信号波速，满足定位精度要求。

（2）定位迅速。对于泄漏事件，系统能快速响应并进行报警，提醒管理人员注意。

（3）误报率低。系统应能快速准确识别正常工况操作，减少误报的发生，提高报警可信度。

（4）漏报率低。对于发生的泄漏情况，系统应能快速捕获相关信息并进行准确判别，满足泄漏监测的可靠性。

3管道泄漏安全管理对策

3.1合理建设成品油管线，从根源预防管道泄漏

在搭建成品油管线时要根据管线的地理位置进行建设，要把环境对管线的影响因素考虑到实际建设中去，在建设的过程中要对管道进行详细的分析，主要分析:气密性，承受力，气压等这几方面，对于气密性的检侧，主要进行分段气密检测，主要方式为将成品油管道在一定距离中进行两端密封、充气，一段设置气压检测装置，检测该段管道中的气压是否泄漏。在管道的建设中连接点要使用气密连接;在承受力的检测中，需要高气压测试，避免造成成品油管线发生爆裂的现象。建设中将管线的连接点进行密封，并安装气压检测装置，对于通过连接点的成品油气压进行检测，连接点出现气压较低的现象容易为成品油泄露点。

3.2完善成品油泄漏检测系统，增强管道泄漏应急能力

完善成品油泄漏检测系统，首先在系统内增加传输管线检测点，将传输线路全部进行气压检测，利用气压对成品油泄露进行检测。频带声波信号中的高频部分在油品中传输时衰减迅速，远距离检测到的信号实际上是低频部分为音波信号。与负压波相比，音波具有更高的灵敏度，当泄漏发生时，更能刻画压力突变点。而对于压力变化缓慢的场合，负压波能够体现出压力变化趋势，但音波不一定有明显变化。因此，提出音波一负压波智能复合检侧技术可以提高泄漏监测的能力，同时使用声纳或卫星系统，对成品油管道进行检视1能够更加准确定位成品油泄漏点。

3.3引进先进的技术成果，提高管道自身的安全运行保障水平

硬件上适时引进计算机技术、GIS、智能安防等现代科技手段，推广运用智能安防辅助巡线系统、泄漏监测预警系统、第三方破坏监测技术、应急抢修补强技术、SCADA系统等先进经验和技术成果，切实提高输油管道自身的安全运行保障水平。

3.4开展输油管道完整性管理工作，实现管道持续本质安全

输油管道完整性管理是坚持硬件投入与管理提升紧密结合，实现管道持续本质安全，跨上新台阶、迈向新水平的一次过程。

建立输油管道完整性管理体系，统筹协调规划、财务、基建、运营、安全管理、信息管理等部门的工作，做好数据收集整合、高后果区识别、风险评价、完整性评价、预防和减缓措施、风险消减与维修维护、效能评价等，持续做好体系运行。把PDCA持续改进的理念真正运用到输油管道安全管理实际中，循序渐进、螺旋式上升的管理过程做到持续改进的良性循环。

通过开展输油管道完整性管理工作，从体系建设、管理系统建设等全面推进，将输油管道安全风险控制在合理、可接受的范围内,预防和减少管道事故的发生,经济合理地保证输油管道安全运行。进一步提高对输油管道安全的重视，着重进行隐患治理，保障输油管道安全。

结束语

泄漏监测技术作为管道安全运行的有效技防手段之一，目前已进入推广应用阶段。随着成品油管道运行自动化程度的不断增加，穿跨越地域广泛，为了适应复杂的成品油运行工况，泄漏监测技术还需不断深入研究和提高。在工程实施过程中，引进先进的监测系统，针对管道现场环境，制定仪表安装方案和数据获取及传输方式，实现泄漏监测效果最佳。同时，在成品油管道运行过程中，从安全管理体系建设、应急管理建设等全面增强安全管理水平，预防和减少管道事故的发生,着重进行隐患治理，保障输油管道安全。

参考文献

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