天然气井场_集输站在线安全监测报警系统设计
长输天然气管道智能监测预警系统设计与应用
文章编号：2095-6835（2023）22-0165-04长输天然气管道智能监测预警系统设计与应用延旭博（河北省天然气有限责任公司，河北石家庄050000）摘要：管道线路安全是长输天然气管网运行管理的难点，其安全防控技术和体系仍处于起步阶段。
除加强传统的巡护、检测工作外，还需要积极引进新的监控技术手段提前进行预防，依托快速发展的4G/5G、人工智能、智能视频监控、光纤预警等多种手段实时监测，对第三方破坏和违法占压行为提前预警，从而降低管网系统的安全风险。
关键词：长输管道；智能监测预警；视频监控；预警系统中图分类号：TP29文献标志码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2023.22.047长输天然气管网是连接上游油气管网和下游天然气用户的纽带和中间环节，其安全运行对能源保障和民生都有重要意义。
随着经济发展，城乡建设加快，长输天然气管网周边高后果区明显增多，一旦发生破坏事故，将会严重影响周边安全和下游用户的能源供给。
为弥补传统人工巡检空窗期长、时效性差的不足，在管道沿线加装智能视频监控、光纤预警设备及环境参数采集等设备，并结合大数据、人工智能分析等手段，开发长输管道智能监测预警系统[1]，全时全天候监控第三方在管线周边实施灵活机动的机械挖掘、地勘钻探和定向穿越等影响管道安全的高危作业，可在管道遭遇实质性破坏之前给出报警信息，为管道安全巡护提供指导。
1智能监测预警系统设计思路1.1长输管道的安全风险长输天然气管道管理的主要依据和规范有《石油天然气管道保护法》《油气输送管道完整性管理规范》《关于加强油气输送管道途经人员密集场所高后果区安全管理工作的通知》《压力管道定期检验规则—长输管道》等。
上述法律、规范对于管道的线路安全，特别是对高后果区段管道提出了明确要求：要采取有效的措施，降低高后果区的风险，严格控制高后果区增加，同时提升风险处置能力。
管道面临的主要风险有以下3个方面：①第三方施工破坏。
天然气集输 第三章天然气集输系统
4、阀组来气进站结构
图3.11 阀组来气进站结构示意图
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此串接方式采气干线串井数多，管径大，流速低，不 适合湿气带液输送，气井间生产干扰大。可在气田区 域面积较小及地下储量比较落实的边缘区块试验采用。
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四、集输系统压力确定
高压集气的压力在10MPa以上 中压集气的压力在1.6MPa至10MPa之间 低压集气的压力在1.6MPa以下 集气系统压力级制应结合整体集气工艺方案来确定 集气系统压力级制应综合考虑气田开发后期增压方案的影响
（2）集气站 一般是将两口以上的气井用管线接到集气站，在集气站对各 气井输送来的天然气分别进行节流，分离、计量后集中输入 集气干管线。
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（3）矿场增压站 在气田开发后期（或低压气田），当气井井口压力不能满足生产 和输送所要求的压力时，设置矿场增压站，将气体增压。 （4）矿场脱水站 对于含有CO2、H2S等酸性气体的天然气，由于液相水的存在， 会造成设备、管道的腐蚀。因此，有必要脱除天然气中的水份， 或采取抑制水合物生成和控制腐蚀的其它措施。
措施： ①在低压单井井口设置小型移动式增压装置 ②在采气干线至单井接口处设置止回阀或自力式压力切断 装置， ③在新老井之间加引射器，利用高压井天然气抽吸低压井 天然气，
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（2）就近插入形式
优点：管线长度短； 缺点：新建井采气管线 连头时，需对原干线进 行放空、置换。
图3-10就近插入形式结构示意图 1-井场装置，2-采气管线， 3-集气干线， 4-多井集气站
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（5）天然气处理厂 当天然气中硫化氢（H2S）、二氧化碳、凝析油等含量和含水 量超过管输标准时，则需设置天然气处理厂进行脱硫化氢 （二氧化碳）、脱水、脱凝析油，使气体质量达到管输的标 准。（见第六章）。 （6）天然气凝液回收站 为了满足商品气或管输气对烃露点的质量要求，或为了获得 宝贵的化工原料，需将天然气中除甲烷外的一些烃类予以分 离与回收。
天然气集输井站安全系统设置
天然气集输井站安全系统设置天然气集输井站的安全系统设置是确保井站运行和生产过程中安全可靠的关键措施之一。
合理的安全系统设置可以有效地预防和控制事故发生，保护员工、设备和环境的安全。
本文将对天然气集输井站安全系统设置进行详细介绍。
1. 火灾报警系统天然气集输井站是易燃易爆环境，火灾是井站安全的主要风险之一。
因此，设置火灾报警系统是必要的。
火灾报警系统包括烟感、温感、火焰感应等传感器设备，可以及时发现火灾并进行报警，以便采取相应的灭火措施，确保井站的火灾风险得到有效控制。
2. 安全监控系统天然气集输井站安全监控系统是对井站内外进行实时监控的重要手段。
安全监控系统包括视频监控、红外线监控、压力检测等设备。
通过这些设备，可以对井站内的设备运行状态、环境变化等进行监测，及时发现异常情况，并通过报警系统进行警示，以便及时采取相应的应急措施。
3. 气体检测与报警系统天然气集输井站存在气体泄漏的风险，因此设置气体检测与报警系统非常重要。
气体检测与报警系统可以检测到井站内部的气体泄漏情况，如可燃气体（如天然气）、有毒气体等，及时发出警报，以便工作人员采取相应的应急措施，防止事故的发生，并确保井站的安全运行。
4. 安全防护设施天然气集输井站安全防护设施的设置是确保井站安全的重要环节。
安全防护设施包括防火墙、防爆墙、泄漏收集池、泄漏报警装置等。
这些设施可以在事故发生时起到隔离、阻止和收集泄漏物的作用，有效保护井站的人员和设备安全。
5. 安全培训与演练除了安全系统的设置，天然气集输井站还应定期进行安全培训与演练。
通过安全培训，使井站工作人员了解安全操作规程、应急处置措施等安全知识，提高他们的安全意识和应急能力。
同时，定期进行安全演练可以检验安全系统的有效性，并及时发现和解决存在的问题，确保井站安全系统的可靠性和可用性。
6. 安全管理制度天然气集输井站安全管理制度是保证井站安全的重要保障。
安全管理制度应包括安全责任制度、安全操作规程、事故报告和调查制度等。
天然气集输井站安全系统设置范本
天然气集输井站安全系统设置范本为了确保天然气集输井站的安全运行，需要设置一套完善的安全系统。
下面是一个天然气集输井站安全系统设置的范本。
在设计安全系统时，需要综合考虑站内人员安全、设备安全、环境安全等方面的问题，并采取相应的措施进行防范和应急处理。
一、防火安全系统1. 设立火警探测器，并与报警系统联动，及时发现火灾并采取相应措施。
2. 定期对火灾消防设备进行检查和维护，确保其正常运行。
3. 设置灭火设施，如灭火器、消防栓等，并确保其易于操作和使用。
4. 建立明确的灭火预案，并定期组织演练。
二、泄漏监测系统1. 安装气体泄漏监测仪，实时监测天然气泄漏情况，并自动触发报警系统。
2. 配备泄漏报警设备，并建立快速响应机制，确保及时处理泄漏事故。
3. 定期对泄漏监测设备进行校准和维护，确保其准确可靠。
三、电气安全系统1. 设立电气设备检测和维修制度，定期对电气设备进行检查和维护，确保其安全可靠。
2. 安装电气漏电保护装置，及时发现电气故障，并采取相应措施进行处理。
3. 配备相应的防雷设备，保护设备免受雷击。
四、作业安全管理系统1. 建立作业人员的安全培训制度，确保其了解天然气集输井站的安全规章制度和操作规程。
2. 设立作业许可制度，对每项作业进行严格审批和监督。
3. 定期组织安全巡视，发现问题及时处理，并记录和汇报处理情况。
五、应急管理系统1. 建立应急预案，并定期组织演练，提高应急反应和处理能力。
2. 配备应急救援设备和物资，确保在事故发生时能够提供及时的救援和支持。
3. 组织与相关部门的信息共享和合作，确保及时获取相关应急资源和支持。
六、安全监测系统1. 设立安全监测设备，实时监测站内气体浓度、压力等相关参数。
2. 建立安全监测记录和分析制度，定期分析和评估站内安全状况，及时发现和排除安全隐患。
七、安全教育和宣传系统1. 开展安全教育和宣传活动，提高员工的安全意识和责任心。
2. 定期组织安全培训，并建立培训档案，确保每位员工都接受到相关的安全培训。
天然气管道安全预警系统设计与实现
天然气管道安全预警系统设计与实现随着我国天然气行业的蓬勃发展，天然气管道的设施也在不断升级和完善。
而天然气管道的安全问题也被越来越多的人关注。
天然气管道安全预警系统的设计与实现，是保障管道安全的重要措施之一。
一、天然气管道的安全问题天然气管道是一种高压管道，其运行和使用过程中会涉及到很多安全问题：1. 泄露问题：天然气是一种易燃易爆的气体，一旦泄漏会造成很大的危害。
2. 破裂问题：管道运行过程中出现破裂，也会对周围环境和人员造成伤害。
3. 渗漏问题：管道表面的渗漏，会引起管道失效或加速腐蚀。
二、天然气管道安全预警系统的设计为了有效地预防天然气管道的安全问题，必须要有一套安全预警系统。
天然气管道安全预警系统应包括以下主要功能和模块：1. 环境监测模块天然气管道通常是在城市或者农村等人口密集区域运行，因此需要监测周边的环境安全状况。
环境监测模块主要监测天然气管道周围的环境状况，如空气中的氧气含量、有害气体浓度等。
2. 泄漏监测模块泄漏监测模块主要用于管道泄漏的实时监测。
利用气体传感器对管道附近的气体进行监测，一旦管道泄漏，系统会立即启动。
3. 设备监测模块在管道的运作过程中，设备也经常会出现故障或异常情况。
基于此，需要设备监测模块，对设备状态进行监测，一旦设备出现问题，及时反馈给操作人员进行维护。
4. 数据分析模块数据分析模块主要用于对监测到的数据进行分析和预测。
利用数据分析算法，可以对管道未来发生问题的概率进行预测。
三、天然气管道安全预警系统的实现天然气管道安全预警系统需要使用到很多技术手段，其中包括了传感器技术、物联网技术、大数据分析技术等。
1. 传感器技术传感器技术是天然气管道安全预警系统的核心技术之一。
传感器可以实时监测气体压力、气体成分和流量等数据，通过无线或有线传输方式向数据采集器传输数据，实现对管道环境和设备状态的实时监测。
2. 物联网技术天然气管道安全预警系统需要有高效的数据传输网络，以满足数据实时传输和通信的需求。
天然气集输井站安全系统设置简易版
In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities.编订：XXXXXXXX20XX年XX月XX日天然气集输井站安全系统设置简易版天然气集输井站安全系统设置简易版温馨提示：本安全管理文件应用在平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。
文档下载完成后可以直接编辑，请根据自己的需求进行套用。
一、设置集输井站安全系统应考虑的问题除设备材料选型外，通常井站安全系统包括：井口安全截断装置，站内放空系统(手动或气液动放空、安全阀泄放)，紧急截断阀等。
1. 总体考虑因素天然气集输工艺系统的安全设计除考虑系统本身的安全外，还应考虑周围环境对系统的影响，应从以下方面考虑：①根据天然气组分(是否含H2S、CO2以及含量的多少)和产量确定工艺流程，选择适当的材料(管材、设备用材料)；②站场工艺管道、设备的强度应符合有关标准规范；③站场的总图布置应符合有关标准规范；④天然气集输系统应采用必要的安全保护装置和措施。
2. 安全保护装置设置(1) 为确保井站高压系统在事故状态不超压，特别是对含硫气井，井口采用安全截断阀。
(2) 站内其他发生天然气压力变化的地方，采用先导式安全阀及手动放空管。
(3) 对站内主要压力容器(分离器)、增压设备后端设置先导式安全阀及手动放空阀。
(4) 对集输气进站及燃料气进、出站，缓蚀剂注入系统的高压泵出口及中压集输加注口设置防止超压的安全阀及物动放空阀。
(5) 对集输井站出站口设紧急截断阀或止回阀，并设手动放空阀。
天然气集输井站安全系统设置范本
天然气集输井站安全系统设置范本第一章总则第一条为了加强天然气集输井站的安全管理和防护工作，确保生产设备和人员的安全，减少事故风险，制定本安全系统设置范本。
第二条本安全系统设置范本适用于天然气集输井站的设计、建设和运营阶段，包括站内机械设备、管道系统、液化气储罐、气体调压设备、自动化控制设备等。
第三条天然气集输井站安全系统设置应符合国家相关法律法规和标准要求，以及公司的管理制度和技术标准。
第四条天然气集输井站应设置健全的安全管理体系，明确划分安全管理职责，建立健全安全管理制度和程序，并进行必要的培训和考核。
第五条天然气集输井站应建立健全的应急预案和演练机制，确保在发生突发事件时能够及时、有效地应对，并限定特定人员负责组织和指挥。
第六条天然气集输井站应设置完善的安全保护措施，包括防火、防爆、防雷、防静电、防腐蚀等措施，并配备必要的消防设施和应急救援设备。
第七条天然气集输井站应定期进行安全检查和隐患排查，及时消除安全隐患，并建立隐患排查和整改制度。
第八条天然气集输井站应根据生产和运营的需要，制定安全考核指标和奖惩制度，对相关人员进行安全学习和培训，提高安全意识。
第二章管理机构和职责第九条天然气集输井站应设立安全生产管理机构，由一名专职安全生产负责人牵头，协助开展安全管理、安全生产监督、隐患排查等工作。
第十条安全生产负责人应具备相应的安全管理资格，负责组织、指导和监督天然气集输井站的安全管理工作，制定安全管理制度和措施，组织安全培训和演练。
第十一条天然气集输井站应设立安全生产监督管理部门，对天然气集输井站的安全管理工作进行监督检查，及时发现和处理安全隐患。
第十二条安全生产监督管理部门应配备专职安全监督员和技术人员，负责安全培训、安全检查、事故调查等工作。
第三章设施和设备安全第十三条天然气集输井站应按照国家标准和规定设置防火墙，建立起火、爆炸隔离区域，并设置防火门、防爆门等必要的安全设施。
第十四条天然气集输井站应按照国家标准和规定设置自动火灾报警系统、可燃气体报警系统，确保能够及时发现火灾和泄漏等危险情况。
天然气集输井站安全系统设置
天然气集输井站安全系统设置天然气集输井站安全系统是一个在天然气集输井站中起着至关重要作用的设备。
它的主要功能是监测和控制天然气集输过程中的各种安全因素，以确保天然气的平稳流动和系统的正常运行。
安全系统的设置涉及到各个方面，包括监测设备的选择、报警装置的设置、紧急切断系统的设计等等。
下面将就天然气集输井站安全系统的设置进行详细介绍。
1. 监测设备的选择天然气集输井站安全系统的核心是监测设备，它的作用是实时监测天然气集输过程中的各种参数，如压力、温度、流量等等。
监测设备的选择应该根据实际情况进行，主要考虑以下几个因素：（1）准确性：监测设备应具有较高的准确性，能够准确地测量各种参数，以确保系统的安全运行。
（2）可靠性：监测设备应具有较高的可靠性，能够在长时间运行的情况下保持稳定的性能，不易出现故障。
（3）适应性：监测设备应能够适应不同环境条件下的工作，例如高温、高压、腐蚀性等，以保证其正常工作。
2. 报警装置的设置报警装置是天然气集输井站安全系统中非常重要的一部分。
它的作用是在监测设备检测到异常情况时发出警报，以提醒操作人员及时采取措施。
报警装置的设置应考虑以下几个方面：（1）灵敏度：报警装置应具有较高的灵敏度，能够及时发现异常情况，以防止事故的发生。
（2）稳定性：报警装置应具有较高的稳定性，能够长时间工作而不易出现误报或漏报。
（3）声音和光线：报警装置应能够通过声音和光线的方式来提醒操作人员，以便能够及时采取相应的措施。
3. 紧急切断系统的设计紧急切断系统是天然气集输井站安全系统中的一项重要设备。
它的作用是在发生紧急情况时，能够迅速切断天然气的流动，以防止事故的进一步扩大。
紧急切断系统的设计应考虑以下几个方面：（1）操作简单：紧急切断系统应具有简单易操作的特点，使操作人员能够快速准确地进行切断操作。
（2）快速切断：紧急切断系统应具有快速切断天然气流动的能力，以减少事故发生和扩大的可能性。
（3）可靠性：紧急切断系统应具有较高的可靠性，不易受环境因素的影响，保证在各种情况下都能正常工作。
天然气集输井站安全系统设置模版（三篇）
天然气集输井站安全系统设置模版I. 引言天然气集输井站是一个石油工业中重要的环节，它的运行安全对于保障整个天然气生产和输送过程的安全至关重要。
为了确保天然气集输井站的安全运行，需要建立一个科学合理的安全系统。
本文将就天然气集输井站安全系统的设置进行详细阐述，并提供一个模板供参考。
II. 安全管理制度1. 安全方针：制定明确的安全方针，确保集输井站的运行在安全可控的范围内。
2. 安全规章制度：建立健全的安全规章制度，包括安全操作规程、应急预案、安全培训等，确保操作人员具备良好的操作素养和安全意识。
3. 安全评估：定期进行集输井站的安全评估，发现和及时消除潜在的安全隐患。
III. 安全设备设置1. 火灾报警系统：通过独立设立的火灾探测器和火灾报警装置，及时发现和报警火灾隐患。
2. 气体泄漏报警系统：通过气体泄漏探测器和报警装置，对天然气泄漏进行及时识别和报警。
3. 爆炸防护设备：包括防爆灯具、防爆电气控制柜等，确保集输井站在爆炸环境下的安全。
4. 紧急停车装置：根据集输井站特点，设置紧急停车按钮，以保证在紧急情况下能够及时停止设备运行。
5. 安全阀：根据设计要求，合理设置安全阀，确保在超压情况下能够及时泄放压力，保障设备的安全运行。
IV. 安全防护措施1. 灭火设备：设置符合规范要求的灭火器和消防栓，保障火灾发生时能够迅速进行灭火。
2. 进出口防护：合理设置安全防护门，防止未经授权的人员进入集输井站。
3. 安全防护标识：设置明确的安全标识，包括禁止吸烟、防爆区域、应急出口等，提醒人员注意安全。
4. 安全巡检：定期进行安全巡检，发现和消除存在的安全隐患。
V. 应急预案1. 火灾应急预案：制定详细的火灾应急预案，包括火灾报警、疏散逃生、灭火措施等，提高应对火灾事故的能力。
2. 泄漏应急预案：制定详细的泄漏应急预案，包括泄漏报警、封堵措施、应急疏散等，提高应对泄漏事故的能力。
3. 爆炸应急预案：制定详细的爆炸应急预案，包括爆炸报警、人员撤离、紧急救援等，提高应对爆炸事故的能力。
天然气集输井站安全系统设置
天然气集输井站安全系统设置主要包括以下几个方面：现场监测系统、安全防护系统、应急处理系统和安全培训等。
下面将详细介绍每个方面的设置。
一、现场监测系统：1. 安全监测仪表：安装可靠的气体、压力和温度监测仪，实时监测集输井站内的气体浓度、压力和温度等参数，保证运行状态的稳定和安全。
2. 火气监测系统：设置可燃气体浓度监测仪和火焰探测器等设备，实时监测火气、可燃气体泄漏情况，一旦发现异常情况及时报警。
3. 异常声音监测：安装声音监测设备，实时监测集输井站内各种设备的运行状态，如泵站、压缩机等，一旦出现异常声音及时报警。
4. 安全摄像监控：设置摄像头，对集输井站内场景进行全天候、全方位监控，保障运行的安全和稳定，并便于事故后的追溯和调查。
二、安全防护系统：1. 防爆设施：根据集输井站内易燃易爆物质的存在，设置防爆设备，如防爆灯、防爆电器等，确保设备和场所的安全。
2. 防火设施：安装消防栓、消防喷淋系统等消防设施，灭火器材等，保证在发生火灾时能够及时扑灭或控制火源。
3. 紧急停机系统：设置紧急停机按钮，一旦发生紧急情况，通过按下按钮可以迅速切断电源或关闭设备，减少损失和危险。
4. 室外安全围墙：对集输井站进行安全围墙的设置，限制外部人员的进入，维护场所的安全。
5. 作业安全部署：制定作业安全操作规程，对操作人员进行岗前培训，确保作业过程中的安全。
三、应急处理系统：1. 应急通信设备：安装无线电话、应急广播系统等通信设备，确保在紧急情况下能够及时与相关人员进行沟通。
2. 应急照明设备：设置备用照明设备，以防电力故障时保持照明，在紧急情况下提供适应的照明条件。
3. 应急救援设备：配备应急救援设备，如急救箱、呼吸器等，以备在紧急情况下进行及时的救援和急救。
4. 应急预案：制定完善的应急预案，对可能发生的事故情况进行预测和应对策略的制定，以及人员疏散和紧急救援等措施的规定。
四、安全培训：1. 安全知识培训：对所有操作人员进行安全知识的培训，包括气体泄漏的处理、火灾逃生等，提高他们的安全意识和应急处理能力。
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自动化测试计算机测量与控制.2005.13(2) Computer Measure ment &Control111收稿日期:2004-05-19; 修回日期:2004-06-18。
作者简介:郑宏(1970-),重庆市人,讲师,在职博士生,主要从事计算机控制与管理系统,数字化气田、可穿戴计算等方向的研究。
文章编号:1671-4598(2005)02-0111-02中图分类号:TP274 文献标识码:B天然气井场/集输站在线安全监测报警系统设计郑 宏(电子科技大学自动化工程学院,四川成都610054)摘要:简要介绍了建设天然气井场/集输站在线安全监测与报警系统的必要性和现实意义。
通过对几种泄漏检测技术的对比分析,提出了以可燃气体探测器为主,软件分析为辅的符合井场/集输站在线检测方案。
结合工程实际,详细阐述了实现天然气井场/集输站在线安全监测报警系统的结构设计、功能设计、硬件设备选型、软件实现和现场探头布点原理和方法。
结果表明该方法行之有效,值得推广。
关键词:泄漏检测;监测报警系统;硬件选型;探头布点设计Design of on -line Safety Surveillance and Alarm System for Nature Gas Well and StationZheng H o ng(A utomation Eng ineering Schoo l,U niversity of Elect ronic Science and T echnolog y ,Cheng du 610054,China)Abstract:T he need and realism of s etting up on-line safety su rveillance and alarm for nature gas w ell and collection-tran sport stations are introduced briefly at first.Th en a m ix-project is pres ented using gas -burnable detector and s oftw ar e-an alyz ing assis tant is presented.Integrated w ith the safety an d alarm sys tem engineerin g practice,the structu re and fun ction design are des cribed in detail,hardw ar e s election and softw are realiz ation ar e completed,and the prin ciple and w ays of s ens or disp os ing are introduced.Key words :leak-detection;surveillance and alarm on-line;h ardw are selection ;s ens or dis pos ing0 引言在我国,天然气的泄漏不仅造成了直接的经济损失,而且也是易燃易爆之源,这给采输气安全生产带来了巨大的潜在隐患。
目前我国对天然气泄漏检测绝大部分仅仅依靠定期检查和人工巡查,其准确性、及时性和可靠性极差,在我国大力推行HSE (H ealth-Safe-Environments)建设和"以人为本,科学采输"的今天,利用现代发达的科学技术手段及时准确地在线监测采输气流程中的天然气泄漏,成为摆在我们面前的重大课题。
特别是在重庆开县12 23重特大井喷事故的教训下,作好天然气井场、集输站的在线安全监测报警尤为迫切和必要。
而此类系统还未见在天然气井场、集输站系统应用。
基于此,本文提供了一种先进实用、稳定可靠、满足天然气井场、集输站在线安全监测与报警系统的设计。
1 泄漏检测技术选择泄漏检测的方法有多种,根据泄漏检测原理,可分为直接检测法(根据泄漏的介质)和间接检测法(根据泄漏引起的管道流量、压力等输送条件的变化和泄漏引起的声、光、电等变化)[1]。
1 1 直接检测法 --火焰电离检测器法该方法的基本原理为在电场存在的情况下,气态烃类在纯氢火焰灼烧下产生带碳的原子,碳原子被收集到一个电极板上并计数,当碳原子的数量超过预设值时,则检测器报警。
该方法的优点为:灵敏度高,只要1m 3中含有1 8!10-6m 3的可燃气体就可以检测到;响应快,典型时间为2s;抗干扰能力强;可检测浓度范围大。
缺点为:难以进行在线实时的连续检测。
1 2 直接检测法∀--可燃气体监测器法它通过扩散作用从空气中取样,利用催化氧化原理产生一种与可燃气体浓度成正比例的信号,一般可将可燃气体浓度爆炸下限的20%确定为低报警,40%确定为高报警,该浓度信号可以直接接入PL C 或者RT U ,进行连续采集。
适合于定点的泄漏检测。
1 3 间接检测法 --流量/压力变化(质量/体积平衡)此法在管道的入口和出口设置压力和流量测量设备,如果所测压力或流量的变化幅度大于预设值,则发出泄漏报警。
这种方法虽然简单,但成本较高,但不能准确定位,而且误报率较高。
适合于长输管线的泄漏检测。
1 4 间接检测法∀--动态模型分析该法用数学模型模拟管道中气体的流动,依据模型的计算值和测量值的差距判断泄漏。
模型采用的方程包括质量平衡、动量平衡和流体状态方程等。
该法需要在管道的入口、出口及沿线测量流量及压力,测量点越多,效果越好。
动态模型法的优点为:对泄漏的敏感性好,可以定位,可以连续检测,但误报率高,成本高。
比较适合于长输管线的泄漏检测。
1 5 间接检测法#--压力点分析(PPA )P PA 在管道沿线设点检测压力,采用统计的方法分析检测值,提取出数据变化曲线,并与管道、阀门处于正常运行态时的曲线进行比较。
如果偏离正常的曲线,则表明有泄漏发生。
可以检测到超过流量3 17%的泄漏。
适合于长输管线的泄漏检测。
1 6 间接检测法∃--声波检测法因泄漏产生大于20kH z 的振荡,可以由相应的传感器检测到。
检测器通过记录信号的强度对泄漏源进行精确定位。
较112计算机测量与控制 第13卷适合于长输管线的泄漏检测。
通过对上述泄漏检测技术的对比分析,结合天然气井口/集输站的气体泄漏特点,选择可燃气体监测器法为主,辅以相应的决策分析软件,即可构建一套完整实用的天然气井口/集输站的在线监测报警系统。
2 系统设计在该系统的设计过程中,特别注意并仔细考虑了如下几个问题:(1)天然气井场、集输站为易燃易爆区域,必须考虑系统的本安防爆要求;(2)监测站点大多分布在偏远地区,供电条件差,要求节电;通讯条件差,需要多方位地考虑通讯问题;(3)在该系统的设计过程中,必须注意系统自身的安全性和可靠性;(4)由于是实时在线检测,必须考虑通讯成本。
2 1 系统组成整个监测报警系统原理如图1所示,由如下各部分组成:(1)泄漏检测与就地报警子系统;(2)紧急切断子系统;(3)本地数据采集与预处理子系统;(4)通讯子系统;(5)监控中心平台子系统,系统组成如图1所示。
图1 天然气在线安全监测报警系统结构图2 2 系统原理[2]2 2 1 场站泄漏检测子系统由现场泄漏检测探头、雨罩、仪表盘、电源、报警控制器等主要部件组成,如图1所示,当泄露气体浓度达到预设值时,报警器开始声光报警,同时将报警信息和数据发送到相关人员的电话或手机和监控中心。
2 2 2 本地监测控制子系统数据采集系统由RT U 构成,完成以下的功能:(1)采集由报警器或探头传来的信号,并对信号进行相应的处理;(2)实现现场控制功能;(3)完成和传输系统的数据通讯。
RT U 采集到泄漏信号后,判断量值是否超标。
若有超标,可根据相应的设定控制执行机构动作,如声光报警、阀门的开闭、风机的启停等。
同时,RT U 还将采集到的值通过RS232或RS485接口传给通信系统。
2 2 3 通讯子系统通讯系统主要由无线GSM /GPR S 模块构成,采用其数据业务进行数据传输,以使数据的传输具有很高的实时性(有报警时才向上传,无报警时按时段用短消息向上进行传输气体浓度);同时为了更一步加强数据传输的可靠性,对有电话的地方可配备有线M ODEM ,这样,当无线通路出现问题时,还可以通过有线M ODEM 利用电话线进行数据传输。
该系统的主要功能是完成中心平台控制系统和现场的数据传输。
该系统在现场和中心平台控制系统各有一套,现场的传输系统负责现场与中心平台控制系统的通讯。
除各场站与监控中心的通信平台以外,还设置了现场站点向站场值班人员的有线电话/无线手机自动拨号的语音/短信报警;监控中心调度室向相关领导、技术人员自动拨号的语音/短信报警,以完成事故的及时处理。
2 2 4 监控中心监控中心是整个在线监测系统的中枢,在这里完成整个区域范围内井场、集输站的安全监控与管理工作。
由监控中心监控主机、信息中心主机组成。
(1)提供现场监控的预警信息,确保天然气井场、集输站的安全、正常的运行。
(2)以共享数据和综合数据库为基础,建立天然气集输站场安全防范集中管理系统,实现闭路电视监控与系统故障、防盗报警及各类报警信号的监测,实现气井场、集输站的全面综合智能监控管理。
(3)建立站场消防报警系统,及时发现并报告火情,控制火灾的发展,确保人身安全,减少财产的损失,将火灾消灭在萌发状态。
(4)实现天然气站场报警信息的实时收集、存贮、传递、统计、分析、综合、查询以及报表输出,提高现场监控的及时性和可靠性;另一方面为领导监督管理、预防事故和安全决策提供数据信息依据。
以加强各职能部门领导的科学管理能力。
2 3 系统硬件选型根据该系统的特殊要求及现有技术,本着经济实用、稳定可靠的原则,确定了该系统主要设备的选型如下。
(1)泄漏检测探头,作为系统的传感变送器,要求灵敏度高、稳定可靠,易于调校,具有多级报警值设定,选择了中、美、日合资无锡科士特GA -2000E 泄漏检测探头。
(2)RT U 是场站数据采集与就地控制的主体,同时还要完成数据的发送,要求低功耗且稳定可靠,选择了加拿大CM I 公司的SCAD AP ack 智能模块;带有8A I (可扩至256AI ),2A O,20DI (可扩至256DI),20DO (可扩至256DO),12RO (可扩至128R O),3RS232,1RS485接口[3]。
(3)无线通讯模块,选择了W aveCom 的G SM /G PRS 模块,性能稳定,可靠。
(4)上位管理计算机,选择研华工控机,P4/2.0G /80G/256M /17寸LCD 显示器,运行稳定可靠。