陳利芳 程旭 肖凱 于浩 宋冬冰

沈陽惠東管道控制有限公司

中石油昆侖燃氣有限公司遼寧分公司

管道泄漏檢測系統大致可以分為點類型和線類型兩種類型。點類型主要是通過對站場內的壓力、流量、音波等參數進行分析，做出管道泄漏診斷與漏點定位。點類型是目前國內泄漏監測系統主要的研究方向。線類型主要是在管道沿線鋪設線纜，通過甄別管道安全運行和發生泄漏時線纜不同的信號，進行管道泄漏診斷及漏點定位。線類型的泄漏監測系統需要鋪設專用的線纜，工程量大、造價高、不便于維修，且由于管道沿線情況復雜導致誤報率高，尤其在已建管道上幾乎無法實現，因此在國內未得到普遍推廣應用。

1 正確認識泄漏監測系統

管道運輸作為石油輸送的生命線，因受到管道腐蝕、自然破壞、管道自身缺陷以及打孔盜油等因素影響，往往會造成管道泄漏，不僅造成資源浪費和環境污染，而且威脅到人民群眾生命財產安全，所以及時檢測出管道泄漏的發生，并快速準確的確定泄漏點的位置，對于減少損失、保障管道運輸安全有著極其重要的意義。

但是，目前業界存在兩種不同認識，一種認為只要有了一套管道泄漏監測系統，安全生產就有了絕對的保證，從而對泄漏監測系統產生過分的依賴。另一種是由于管道泄漏監測系統存在誤報和漏報現象，導致對管道泄漏監測系統不信任。上述兩種認識都存在誤區，即把管道泄漏監測系統定位報警和實際管道泄漏看成是一對一的關系，只要管道發生泄漏，泄漏監測系統就必須報警；只要泄漏監測系統有報警提示，就一定是管道發生了泄漏，而管道泄漏監測系統的泄漏診斷是以工藝計算為基礎的，存在一定的誤差，加之現場信號存在各種干擾，這就使泄漏監測系統數據只能是一個近似的判斷，很難作到管道泄漏監測系統報警和實際發生泄漏完全對應。

2 與管道工藝操作參數的關系

目前國內大多數點類型的管道泄漏監測 系統是以壓力波作為管道泄漏診斷與漏點定位的主要依據，管道發生泄漏時漏點上下游的壓力均會下降，通過識別壓力下降的“拐點”來確定。同時流量也是管道泄漏診斷與漏點定位的有效參量，管道發生泄漏時管道上游流量會增大、下游流量會減少，以此診斷管道是否發生了泄漏。

但管道正常運行過程中，運行調度人員通過對管道上各站內的工藝設備進行控制操作，例如啟停泵、開關閥、改變流程、分輸或注入等，以使管道壓力、流量等參數達到工藝生產的預期值，保持管道安全生產平穩運行。即無論是在管道發生泄漏還是管道正常運行時，通過工藝操作對管道上的壓力、流量等參數進行調節是一種持續發生的常態。要使管道泄漏監測系統準確可靠，必須大量排除誤報。為此需要綜合考慮各種工藝操作，對壓力突然下降、流量突然變化等的原因進行綜合的分析判斷，確定是什么原因導致參數的變化，是工藝的正常操作還是管道泄漏，因此必須將工藝操作參數納入泄漏診斷中進行綜合的分析判斷。

3 系統數據來源

將各種工藝參數納入泄漏監測系統進行綜合分析，能使泄漏診斷及漏點定位更為準確。要想將各種工藝運行參數讀取到泄漏監測系統有兩種方式，第一種方式是利用SCADA系統的數據，因其涵蓋了泄漏監測系統、泄漏診斷與漏點定位所需的所有數據。第二種方式是由獨立的泄漏監測系統數據采集設備，將工藝設備的狀態和參數，通過電纜從現場設備接入數據采集端口。針對第二種方式有兩種實施方法，一種是單獨敷設電纜，直接從設備端采集信號。這需要現場設備有兩個以上輸出端口，一個端口為SCADA系統所用，另一個端口為泄漏監測系統所用。如果沒有兩個端口則需要單獨增加一個檢測儀表（如壓力信號），這種方法實施的工作量大、難度大、費用高、對現場設備的要求高。另一種方法是從站控系統機柜分、轉接信號進入泄漏監測系統數據采集設備，這種方法實施難度大，對施工技術手段和維護能力要求高，而且會導致站控系統和泄漏監測系統相互影響，其中一個系統出現故障會導致SCADA系統同時不能正常工作，嚴重影響安全生產。

綜上所述，要想將SCADA系統的各種工藝參數納入泄漏監測系統，進行綜合分析判斷，泄漏監測系統的數據只能來源于SCADA系統。利用SCADA系統為管道泄漏監測系統采集數據雖然是個很好的方案，但也存在一些技術上的難題，比如SCADA系統的采樣周期較管道泄漏監測系統要求的采樣周期慢，直接從SCADA系統中讀取數據，不能滿足管道泄漏監測系統的要求，因此需要運用一些相關的技術，對SCADA系統的數據進行處理后方能為管道泄漏監測系統使用。另外管道泄漏監測系統從SCADA系統中讀數，要保證不能影響原SCADA系統的正常運行，否則將失去意義。

4 系統使用與維護

泄漏監測系統使用和維護能力直接影響系統的應用效果。因此，應由專業人員或經過培訓達到專業水準的人員進行使用與維護。專業使用人員的主要工作內容包括，針對各種工藝狀況對壓力、流量數據進行實時的在線分析，排除各種工藝正常操作引起的誤報，最終確定管道泄漏及漏點位置，保證泄漏監測系統有效的應用。維護內容包括對數據采集平臺進行專業的維護，保證將符合泄漏診斷與漏點定位要求的有效數據，實時地傳輸給數據處理平臺；另一個是通過對泄漏監測系統運行中多種工藝狀況進行在線分析，實時的調整泄漏監測系統的相關參數設 定，以便適應隨時變化的工況，并積累使用經驗。

鑒于泄漏監測系統的專業性和重要性，泄漏監測系統使用與維護人員必須是集工藝運行、設備操作、自動化技術、泄漏監測技術于一體的綜合型人員，且需要對泄漏監測系統進行全天候的監控與維護。

5 與自動化系統統籌兼顧

作為為工藝安全運行服務的自動化系統，需要實時的調整管道運行的相關參數，當管道運行參數趨于變化狀態時，自動化系統會快速的通過閥門的開關調節、泵的轉速調節等相關操作調整管道參數使其趨于穩定。

管道發生泄漏后也將破壞工藝安全運行的原有穩定狀態，自動化系統同樣會快速進行相關的調節，使管道泄漏造成的壓力變化、流量變化等快速恢復到原始狀態，而這種調節恰恰是管道泄漏監測系統所不希望的。管道泄漏監測系統主要是捕捉管道泄漏時壓力和流量突變的波形，經自動化系統調節后，管道泄漏監測系統將很難捕捉這種管道泄漏的波形，從而容易產生漏報。這就形成了一對矛盾體，如何既能保證工藝安全運行保護系統正常運行，又能不影響管道泄漏監測系統對管道泄漏各參數波形的識別，如何兼顧矛盾的兩個方面，需要深入研究與思考，進行統一考慮、綜合部署。

6 開發獨立的數據采集平臺

數據采集平臺與泄漏診斷及漏點定位平臺是管道泄漏監測系統不可缺少的組成部分。數據采集平臺的主要功能是從現場采集符合管道泄漏監測系統要求的數據，并傳輸到泄漏診斷及漏點定位平臺，然后運用泄漏診斷及漏點定位的相關原理及方法，進行泄漏診斷及漏點定位，并最終進行報警提示。

現在業界的泄漏監測系統，均由同一個生產商完成數據采集與泄漏診斷及漏點定位功能。這就要求研發人員要精通數據采集、數據通訊、輸油管道工藝/水利計算、自動化技術等，這種近乎苛刻的要求必然會限制研發工作的進展，影響泄漏監測系統的根本性的突破。另外局限于泄漏監測系統數據采集平臺的技術現狀，各管道只能單獨設立泄漏監測系統，一個數據采集平臺只能為一個泄漏監測系統的泄漏診斷及漏點定位平臺服務，不便于維護，更不利于集中監管時的相互融合。為此，很有必要將泄漏監測系統的數據采集平臺與泄漏診斷及漏點定位平臺獨立開來，分別進行研究。這樣能使兩方面的專家將各自的優勢更充分的發揮出來，提高工作效率及質量，提升泄漏監測系統的研發水平。

目前中石油管道局正在研發一套基于當今SCADA系統的、獨立的、通用的、開放的、泄漏監測系統數據采集平臺。該數據采集平臺采用通用規約，與泄漏診斷及漏點定位平臺進行清晰的界面劃分，可為其他廠家的泄漏監測系統提供測漏理想數據，并可實現對多條管道的數據進行專業性的集中管理與服務，便于維護和集中監管時的相互融合。該系統預計2015年9月份即可投入市場。◢

作者簡介：陳利芳， 1982年生，2005年畢業于沈陽工程學院工業電氣自動化專業，現主要從事管道自動化與泄漏監測技術研究與管理工作。

2014年第6期（總第19期）