中洛輸油管道雷達(dá)安全預(yù)警系統(tǒng)

中國石化管道儲(chǔ)運(yùn)公司新鄉(xiāng)輸油處

中洛輸油管道雷達(dá)安全預(yù)警系統(tǒng)

李靜 代影春 尚菁中國石化管道儲(chǔ)運(yùn)公司新鄉(xiāng)輸油處

新鄉(xiāng)輸油處研制的油氣管道雷達(dá)安全預(yù)警系統(tǒng)是根據(jù)長輸油氣管道上沒有任何通信接入設(shè)備，管道上的信息數(shù)據(jù)不能及時(shí)傳輸?shù)葘?shí)際情況，針對(duì)現(xiàn)有報(bào)警設(shè)備的不足以及不法分子的作案特點(diǎn)而開發(fā)的報(bào)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)可作為管道的安全預(yù)防報(bào)警系統(tǒng)，如管道受到自然破壞或人為破壞時(shí)，能在第一時(shí)間將報(bào)警信息傳到指揮中心；對(duì)管道的外腐蝕狀況進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)；可實(shí)現(xiàn)管道在運(yùn)行中內(nèi)介質(zhì)的溫度、壓力、流量等變化的檢測(cè)；可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)人工巡線員的實(shí)際工作情況。

輸油管道；雷達(dá)預(yù)警；監(jiān)測(cè)；評(píng)估

新鄉(xiāng)輸油處研制的油氣管道雷達(dá)安全預(yù)警系統(tǒng)是根據(jù)長輸油氣管道上沒有任何通信接入設(shè)備，管道上的信息數(shù)據(jù)不能及時(shí)下情上達(dá)等實(shí)際情況，針對(duì)現(xiàn)有報(bào)警設(shè)備的不足以及不法分子的作案特點(diǎn)，專門為長輸油氣管道安全生產(chǎn)和數(shù)據(jù)傳輸而開發(fā)的最新報(bào)警系統(tǒng)。它的安裝使用必將對(duì)國家經(jīng)濟(jì)大動(dòng)脈的安全運(yùn)營，對(duì)保護(hù)能源、節(jié)約能源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全等起到積極的作用。同時(shí)也健全了管道通信的采集接入傳輸手段，為管道的數(shù)字化、信息化及完整性管理提供了技術(shù)支持。

1 雷達(dá)預(yù)警系統(tǒng)原理

油氣管道雷達(dá)安全預(yù)警系統(tǒng)的基本工作原理：雷達(dá)發(fā)射機(jī)向長輸金屬地埋管線發(fā)送既符合管道防腐要求所規(guī)定的電壓，又能在管線上激勵(lì)具有穩(wěn)定頻率、一定場(chǎng)強(qiáng)的交變電磁波信號(hào)，該信號(hào)就象一層電磁防護(hù)網(wǎng)一樣沿管線分布。在管道周圍條件不變時(shí)，則雷達(dá)波信號(hào)處于一個(gè)恒定狀態(tài)；當(dāng)外界條件發(fā)生突變，如在管線上打孔盜油或外力機(jī)械損傷、斷裂時(shí)，管線上的電磁波分布也將發(fā)生突變。這時(shí)雷達(dá)站接收到突變的反射波信號(hào)，然后經(jīng)過初步的識(shí)別、判斷處理后立即發(fā)給主站，再由主機(jī)軟件作進(jìn)一步分析判斷后即時(shí)發(fā)出預(yù)警或報(bào)警信號(hào)。主機(jī)根據(jù)值班人員的指令可將報(bào)警信息發(fā)送給巡線員和有關(guān)人員，以便迅速采取應(yīng)對(duì)措施。

2 雷達(dá)預(yù)警系統(tǒng)的功能

雷達(dá)安全預(yù)警系統(tǒng)是由主站、子站和監(jiān)測(cè)終端組成。系統(tǒng)的通信采用了管道通信與公用網(wǎng)GSM或CDMA短信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

（1）主站。由主機(jī)柜、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、顯示器、通信組合、數(shù)據(jù)組合、電源組合和管理軟件等組成，擔(dān)負(fù)著系統(tǒng)的管理指揮功能。

（2）子站。由信源組合、接收組合、信號(hào)處理組合、遙控遙測(cè)組合及電源組合組成，主要任務(wù)是將終端機(jī)采集的數(shù)據(jù)上傳到主站，同時(shí)將主站的指令轉(zhuǎn)發(fā)給終端機(jī)。

（3）監(jiān)測(cè)終端。由終端機(jī)、長效參比電極、調(diào)理器、傳感器、高能電源等組成，主要功能是采集管道上的信息和數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確及時(shí)地傳到子站。

雷達(dá)安全預(yù)警系統(tǒng)的主要功能：①管道數(shù)據(jù)采集與傳輸功能；②管道異常報(bào)警與定位功能；③設(shè)置自我保護(hù)報(bào)警功能；④警情判決與轉(zhuǎn)發(fā)功能；⑤遠(yuǎn)程測(cè)控與服務(wù)功能；⑥系統(tǒng)具有記錄、顯示、存儲(chǔ)、列表、做圖、打印報(bào)警記錄和其他數(shù)據(jù)記錄的功能。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

油氣管道雷達(dá)安全預(yù)警系統(tǒng)在中洛線新鄉(xiāng)站的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用分為三個(gè)階段：

第一個(gè)階段：2010年9月20日到2011年4月30日為調(diào)研階段，即現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研133#～142#樁的自然條件、各測(cè)試樁的陰極保護(hù)電位及管道接地電阻的分布情況。制定實(shí)施方案和有針對(duì)性地研制雷達(dá)安全預(yù)警系統(tǒng)各個(gè)設(shè)備的設(shè)定參數(shù)。

第二個(gè)階段：2011年5月4日到2011年7月10日。主要任務(wù)：一是由新鄉(xiāng)站根據(jù)實(shí)施方案制作管道井和安裝有關(guān)前期設(shè)備；二是對(duì)各個(gè)測(cè)試樁進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，確定設(shè)備安裝地點(diǎn)。

第三階段：2011年7月20日到2011年9月30日為安裝調(diào)試階段。

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試如下：

（1）主站測(cè)試。主站擔(dān)負(fù)著系統(tǒng)的管理指揮功能。經(jīng)測(cè)試：①GSM通信信息暢通、反應(yīng)迅速、準(zhǔn)確無誤；②報(bào)警地理信息顯示準(zhǔn)確無誤；③采集各陰極保護(hù)點(diǎn)的電位誤差<2%；④數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢功能完善；⑤報(bào)警準(zhǔn)確率≥95%。

（2）子站測(cè)試。子站主要任務(wù)是上情下達(dá)、下情上達(dá)，即接收信號(hào)。經(jīng)測(cè)試：①在沒有太陽的情況下，保證子站連續(xù)工作13天；②管道通訊與GSM通訊連接轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確無誤。

（3）監(jiān)測(cè)終端測(cè)試。監(jiān)測(cè)終端的主要功能是采集管道上的運(yùn)行數(shù)據(jù)并及時(shí)發(fā)送到子站。經(jīng)測(cè)試：①采集管道上的陰極保護(hù)電位誤差<2%；②報(bào)警的準(zhǔn)確率≥95%；③長效參比電極可連續(xù)工作15年不需更換。

（4）測(cè)試結(jié)果。測(cè)試結(jié)果如下：①系統(tǒng)GSM通信正常；②利用埋地油氣管道進(jìn)行管道通信正常；③GSM通信與管道通信的信息連接與相互轉(zhuǎn)換正常；④管道發(fā)生異常情況，及時(shí)報(bào)警正常；⑤管道在正常運(yùn)行中，系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤；⑥系統(tǒng)軟件工作正常。

（5）主要功能。一是油氣管道雷達(dá)安全預(yù)警系統(tǒng)可作為管道的安全預(yù)防報(bào)警系統(tǒng)，如管道受到自然破壞或人為破壞時(shí)，能在第一時(shí)間將報(bào)警信息傳到指揮中心；二是該系統(tǒng)對(duì)管道的外腐蝕狀況進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，隨時(shí)掌握管道的外腐蝕情況；三是該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)管道在運(yùn)行中內(nèi)介質(zhì)的溫度、壓力、流量等變化的檢測(cè)；四是該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)人工巡線員的實(shí)際工作情況，亦可利用這個(gè)平臺(tái)自動(dòng)監(jiān)測(cè)清管器的運(yùn)行狀況和位置；五是該系統(tǒng)可使日常管理科學(xué)化。如通過平時(shí)采集在役管道上大量變化中的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，充分了解管道安全狀況及關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)源，從而采取相應(yīng)的管理辦法和應(yīng)對(duì)措施。這種把過去的經(jīng)驗(yàn)管理與現(xiàn)在的科學(xué)數(shù)據(jù)分析管理結(jié)合起來，把事故前的診斷預(yù)防與事故后的搶修和整治結(jié)合起來，不斷提高改進(jìn)管理水平，就能做到見微知著，防微杜漸，把事故隱患消滅在萌芽階段，確保管道安全、健康、經(jīng)濟(jì)高效地運(yùn)行，真正實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)可控，事故可防的目標(biāo)。

4 結(jié)論

油氣管道雷達(dá)安全預(yù)警系統(tǒng)在中洛線新鄉(xiāng)站的實(shí)際掛網(wǎng)運(yùn)行表明，該系統(tǒng)性能穩(wěn)定、工作可靠、結(jié)構(gòu)合理、設(shè)計(jì)新穎。

雷達(dá)安全預(yù)警系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用，解決了當(dāng)前輸油氣管道管理者無法及時(shí)、準(zhǔn)確地獲得輸油氣管道在運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的大量“活數(shù)據(jù)”這個(gè)重大難題。為油氣管道的完整性管理，特別是管道運(yùn)行中諸多數(shù)據(jù)的采集和傳輸搭建了科學(xué)的數(shù)據(jù)平臺(tái)。有了這個(gè)數(shù)據(jù)平臺(tái)，可以對(duì)輸油氣管道的完整性管理開展多項(xiàng)功能的監(jiān)測(cè)與評(píng)估。

（欄目主持 張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.7.035