管道安全智能監測預警系統在東營東黃復線輸油管道上的應用

陳江波 丁樂 王明海

（中國石油化工集團公司管道儲運有限公司濰坊輸油處東營輸油站 山東 濰坊 257000）

前言

近年來，隨著國家經濟建設的飛速發展，打孔盜油和自然災害等因素對油氣管道運行構成嚴重安全隱患，管道破壞的事件數不勝數，盡管有關部門和企業投入巨大的人力和物力來加強其安全性能管理，但油氣管道仍然存在各種威脅和挑戰。

山東東營東黃復線輸油管道所經地域有平原、稻田、河流、村莊等地方，管道容易遭到一些盜油分子的惡意破壞，因此引起的管道泄漏給國家造成了巨大的經濟損失，同時造成了生態環境的破壞。如果僅靠人工巡視去監測管道安全狀態非常困難。

現有的管道安全監測方法是利用陰極保護樁進行監測，這種方法需要較大的人工成本，并且耗時較長，不具備實時性。由于各方面的人為或自然因素，管道出現的異常情況也較為復雜，因此迫切的需要更加全面精確的智能監測系統。江蘇海創電氣科技有限公司進行了長達7年的技術研發。研制的管道安全智能監測預警系統能在20s內實現數據的分析、險情的判斷，并發送報警短信，報告出現險情的位置及具體情況。2013年10月27日，管道安全智能預警系統順利通過論證，現已經開始大范圍正式推廣應用。

一、系統工作原理

管道安全智能監測預警系統將智能選頻拾振技術應用到埋地油氣管道上，使用智能選頻拾振器來監測振動信號，再通過智能終端機進行處理及報警。在實際應用中，一旦管道遭到破壞，比如打孔、點焊等，就近分布的智能終端機就能及時的發現，并采集管道上的震動信號進行分析，這種分析既有時域上的特征分析，也有信號的頻譜特征分析，通過信號特征的聯合分析，終端將分析結果通過公用網絡傳輸至主站，由主站進行報警信號的存儲，顯示，并將報警信號以短信形式發送至管道相關管理人員。

管道安全智能監測預警系統是由多個終端、若干個子站和一個主站構成。其中終端埋在靠近管道地下，由多功能陰極電位樁、電源組合和智能終端機構成。主站由通訊組合和高性能服務器構成。

二、系統特點

近年來國內外對管道的安全防范已經有相當廣泛的研究，總體上可以分為人工或生物巡線法、基于硬件的檢測方法、基于軟件的監測方法三種類型，它們都是以泄漏檢測技術為主，這些檢測報警是滯后的，而管道安全智能監測預警系統則是以在管道遭到破壞的初期發出預警，系統的主要特點：

（1）當不法分子或第三方施工在管道上方動土到一定深度或敲擊管道時，系統的監測終端采集信息準確地診斷出管道遭破壞的準確位置并通過GSM短信方式發出預警，預警信息可快速發至管道管理人員，縮短對事件的反應時間，最大限度地減少了因原油的泄漏及環境污染帶來的經濟損失。

（2）該系統能與現有設備兼容。

（3）該系統能克服小流量、低壓力不報警的缺點。克服了不法分子安裝盜油閥門后小流量放油，流量監測系統不報警的影響。

（4）安裝簡便，有利維護，操作簡單，便于管理。

（5）無論在平原或山地埋設的管道都能應用，不受地形影響。克服了由于地形變化帶來的管道高差流量影響。

（6）報警與管道內傳輸介質的壓力和流量無關。

三、管道安全智能監測預警系統在東營東黃復線輸油管道上的應用方案

1.系統的組成

油氣管道智能安全預警系統是由主站、子站、信號處理器，電源組合，無線發射裝置，智能終端和智能選頻拾振器組成（如下圖）。

管道安全智能監測預警系統的組成

2.系統安裝配置

系統安裝在東營東黃復線輸油管道上，此段管線二十公里。設備配置：主站1臺放置在中心調度室；子站兩臺，埋地安裝，采用太陽能供電；監測終端全部為埋地安裝，每500米安裝一臺。

3.系統的安裝

（1）主機的安裝

主機由高性能服務器、顯示器、通訊組合和UPS及系統軟件等組成。安放在指定的控制室內，室內通風良好，公用網GSM、CDMA信號接收正常，能提供交流220V電源，環境溫度15℃～30℃之間，并有專人值班。

（2）子站的安裝

子站由子站組合和電源兩部分組成；子站組合為埋地安裝，必須做好防水處理。子站利用太陽能電池供電并埋于地下。

（3）終端機安裝

1.處理管道，揭開防腐層，預留合適尺寸安裝拾振器；

2.安裝拾振器，使用磁力座將拾振器吸附到管道上；

3.安放拾振器供電單元和通信單元及其配套線纜；

4.安裝水泥樁，插入天線，做好防水處理；

6.放入終端箱，安裝內部線纜。

7.開始測試流程，測試通過后，封閉終端機并蓋上防水盒，做好防水工作后填土。

四、系統運行情況和試驗記錄

經過反復多次的模擬盜油實驗來看，智能終端機能夠迅速對振動數據進行分析并立即向主站發出預警，主站軟件能夠及時顯示發生的時間和地址。并且各報警信息可以向指定的管理者手機發送短信息。

以下為部分報警記錄。

序號1 2 3 4 5 6終端號東營3#報警類型管道預警東營9#管道預警東營15#管道預警東營17#管道預警東營28#管道預警東營29#管道預警日期2014/5/28 13：28：11 2014/5/28 14：28：51 2014/6/1 14：10：46 2014/6/1 15：28：56 2014/6/1 16：32：47 2014/6/2 12：31：17

報警記錄

結論

1.油氣管道智能安全預警系統通過及時預警和精確定位對東營東黃復線輸油管道進行實時監測，避免了重大泄漏事故的發生，制止打孔盜油犯罪行為，為減少打孔盜油和發生原油泄漏造成的環境污染提供了技術保障。

2.系統的投用大幅度降低了人工成本，可以取得人工無法達到的效果，報警的及時和準確，提高工作效率。做到監測數據的存儲備份，數據做到有據可查，有據可循，通過科技手段實施對管道的管理，對管道監護人員管理，構成科學的內部管理機制。

3.系統的自動報警功能實現公安、安全監察部門實時監控一體化，形成內外管理聯動機制，大大提高了工作效率和對不法行為的預防和打擊。

4.系統具有接受、顯示、記錄、儲存、列表、打印報警記錄和測量相關數據的功能，相關的報警信息也會第一時間發送到巡檢員和相關人員的手機上，發生事故時有利于責任的落實和追溯，進一步提高管理水平。