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1、王立坤，高级工程师。王立坤，高级工程师。 现任管道公司管道科技研究中心机械自动化研现任管道公司管道科技研究中心机械自动化研 究所主任工程师，主要从事管道安全监测技术究所主任工程师，主要从事管道安全监测技术 及系统的研究。及系统的研究。 电话：0316-2073134 Email：likunw 中国石油管道科技研究中心中国石油管道科技研究中心 20201 15 5年年5 5月月 管道泄漏监测与安全预警管道泄漏监测与安全预警 3 主要内容 第一部分第一部分 背景介绍背景介绍 第三部分第三部分 管道光纤安全预警技术及应用情况管道光纤安全预警技术及应用情况 第五部分第五部分 站场光纤周界安防技术及应用
2、情况站场光纤周界安防技术及应用情况 第六部分第六部分 无人值守阀室防入侵监测技术及应用无人值守阀室防入侵监测技术及应用 第四部分第四部分 管道声波预警技术及应用情况管道声波预警技术及应用情况 第七部分第七部分 法规要求法规要求 第二部分第二部分 管道泄漏监测技术及应用情况管道泄漏监测技术及应用情况 4 目前我国油气管道总长总长 度已超过过10万公里， 初步形成覆盖全国 大部分地区的天然气、原油和成品油骨干网。 近年来，管道安全事故时时有发发生，不仅仅影响正常的输输油生产产， 造成环环境污污染，而且严严重的威胁胁着人们们的生命和财产财产 安全。据统计统计 ，安全事故的主要原因有： 1. 第三方破
3、坏（打孔盗油和非法施工） 2. 自然灾害（山体滑坡、地震和泥石流等） 3. 材料腐蚀蚀 4. 管道制造及安装缺陷等 其中，第三方破坏及自然灾害对对管道的安全威胁胁最大，无论发论发 生 次数和所造成的损损失均居前列。 第一部分 背景介绍 5 2003年12月19日，中石油兰成渝管道因打孔盗油发生了严 重的泄漏事件，造成兰成渝管道停输14小时，宝成铁路中断运 行达7小时，附近的河流受到严重污染。 n 管道安全事故案例第三方破坏（打孔盗油） 第一部分 背景介绍 6 2006年5月12日，尼日利亚一条输油管道因盗油发生泄 漏，当地村民争抢外泄的石油，不慎引发大火，发生爆炸， 死亡近200人。 第一部分
4、 背景介绍 n 管道安全事故案例第三方破坏（打孔盗油） 7 中石油港枣线2008年3月发现的 打孔盗油点，油品被1寸塑料管从盗 油阀门引出130米。 n 管道安全事故案例第三方破坏（打孔盗油） 第一部分 背景介绍 8 2014年6月30日，大连某民营公司进行水平定向钻施工中， 将中石油新大一线输油管线钻通，导致原油泄漏，溢出原油流 入市政污水管网，处置过程中发生着火，无人员伤亡。 n 管道安全事故案例第三方破坏 第一部分 背景介绍 9 2013年11月22日，中石化东黄输油管道破裂造成原油泄漏 ，输油管道抢修作业过程中现场发生爆炸和燃烧起火，事故造 成62人遇难，136人受伤，直接经济损失7.
5、5亿元。 3.管道泄漏的危害： 第一部分 背景介绍 n 管道安全事故案例管道破裂 10 2015年5月19日，美国加利福尼亚州一条沿海岸线敷设的由 Plains All American Pipeline 公司运营的管径24英寸（610mm ）的埋地原油管道在Santa Barbara海滩发生泄漏, 约有10.5万 加仑原油排进太平洋。据称是20年来最严重石油泄漏污染海岸事 故。 3.管道泄漏的危害： 第一部分 背景介绍 n 管道安全事故案例管道破裂 11 人员伤亡：管道泄漏的油气极易引发火灾或爆炸事故，造成 严重的人员伤亡； 环境污染：管道泄漏可能造成严重的水土污染和次生环境灾 害； 社会影
6、响：企业形象受损，管道停输影响人民的生产生活； 经济损失：油品泄漏带来的直接损失、管道停输和污染治理 等间接经济损失。 3.管道泄漏的危害： 第一部分 背景介绍 n 管道泄漏的危害： 12 管道科技研究中心针对 管道沿线的机械开挖、非法入侵等威 胁事件，根据现场 不同的需求，研发了管道泄漏监测 技术、多种 管道安全预警技术和站场阀 室安全监测 技术。 1、管道泄漏监测 技术 2、管道光纤安全预警技术 3、管道振动声波安全预警技术 4、站场、阀室入侵监测 技术 以上的研究工作和成果，先后在港济枣 、铁大、兰成渝等多 条管道上和郑州、林源输油站上进行了应用，并取得了良好的效 果。 第一部分 背景介
7、绍 n 油气管道技防措施 13 主要内容 第一部分第一部分 背景介绍背景介绍 第三部分第三部分 管道光纤安全预警技术及应用情况管道光纤安全预警技术及应用情况 第五部分第五部分 站场周界安防技术及应用情况站场周界安防技术及应用情况 第六部分第六部分 无人值守阀室防入侵监测技术及应用无人值守阀室防入侵监测技术及应用 第四部分第四部分 管道声波预警技术及应用情况管道声波预警技术及应用情况 第七部分第七部分 取得的成果取得的成果 第二部分第二部分 管道泄漏监测技术及应用情况管道泄漏监测技术及应用情况 14 作用： 1）及时发现泄漏； 2）准确定位泄漏点。采取 及时有效的操作和措施，减小管道泄漏造成的损
8、失和危害。 管道泄漏检测技术针对 油气管道因为打孔盗油、机械开 挖、腐蚀穿孔等因素所引起的泄漏事件进行报警和定位的技 术，可分为依靠仪器进行沿线巡逻检测 的探测技术和检测 管道流体流动参数变化的实时泄漏监测技术。 目前，国外较为常用的是流量平衡法和压力波法，而国 内应用较多的是压力波法。 第二部分 管道泄漏监测技术及应用情况 一、管道泄漏监测方法简述 15 直接方法 间接方法 巡线观察法 示踪剂法 化学电缆法 流量平衡法 实时模型法 统计法 压力波方法 负压波 音波法 检测泄漏到管道外的流 体参数（浓度等）； 依靠管道内介质流体流动 参数(压力、流量、温度) 第二部分 管道泄漏监测技术及应用情
9、况 n管道泄漏方法分类 16 压力特征 流量特征 泄漏前 泄漏后 Pu Pd P 泄漏后 泄漏前 Q Q 泄漏 泄漏前后管道沿线压力、流量分布 第二部分 管道泄漏监测技术及应用情况 当管道平稳运行时，管道两端的流量保持稳定，即流量平衡；当管道发生泄漏时， 管道上游的流量上升，下游的流量下降，管道两端的流量输差上升；管道上游的压 力下降，下游的压力下降，这是管道存在泄漏的重要特征。 17 上游（首站）压力 下游（末站）压力 上游（首站）流量 下游（末站）流量 管道上、下游端随时间的变化曲线（实测） 第二部分 管道泄漏监测技术及应用情况 18 压力波原理 二、压力波泄漏检测及定位技术 n当管道发生
10、泄漏时，泄漏处由于流体损失造成压力突然下降 ，压降由泄漏处向上、下游传播，称之为压力波。 n由于管壁的波导作用，压力波传播过程衰减较小，可以传播 相当远的距离，其传播速度即声波在流体中的传播速度。 n利用压力波通过上、下游测量点的时间差以及压力波在管线 中的传播速度，可以确定泄漏位置。 第二部分 管道泄漏监测技术及应用情况 19 压力波方法示意图 nX 泄漏点距首端测压点的距离 nL 管道全长 na 压力波的传播速度 nt=(t1-t2) 上下游传感器接收到压力 波的时间差 第二部分 管道泄漏监测技术及应用情况 20 压力（MPa）， 数值是实际压 力。 音波，数值代 表声音强度。 负压波方法
11、使用压力变送器，测量绝对压力（表压）； 音波方法使用专用传感器，测量相对压力（压力的变化量）。 压力波方法有两种技术：负压波和音波 第二部分 管道泄漏监测技术及应用情况 21 三、管道泄漏监测系统设计 泵站参数采集、监控中心泄漏检测及定位和通信 监控中心泄漏检 测及定位 通信 中间站 末站 首站 输油管道 传感器 泵站参 数采集 泵站参 数采集 泵站参 数采集 信号调理器 泵站参数采集部分 的作用是采集管道 输油工况参数 监控中心泄漏监测及定位部 分的作用是在线实时监测输 油管道，对泄漏能够及时发 现和准确定位泄漏点 通信部分完成监控中 心与各泵站的通信 根据管道的自动化仪表等特点设计了 1）
12、基于SCADA系统的泄漏检测及定位系统 2）独立的泄漏检测及定位系统 第二部分 管道泄漏监测技术及应用情况 22 1）与SCADA系统结合 秦皇岛控制中心 秦皇岛站 昌黎站丰润站 输油管道 迁安站宝坻站大兴站 石楼站 传感器 微波通讯 采集设备 信号调理器 SCADA服务器 泄漏监测中心工控机 ： 特点：节省投资 要求：对SCADA系统 进行修改 第二部分 管道泄漏监测技术及应用情况 23 港枣线管线总长605km 子站：各个站场和选定的几个阀室（8个站，3个阀室） 中心站：1个，放在调度室 工控机 信号调理器 工控机 通信 传感器 控制中心调度室 GPS GPS同步卫星 输油管 道 系统总体
13、构成示意图 GPS 沧州 清管站 大港 首站 5# 阀室 德州分 输泵站 济南 清管站 济南 分输站 肥城分 输泵站 兖州 分输站 15# 阀室 17# 阀室 枣庄 末站 第二部分 管道泄漏监测技术及应用情况 2) 独立的泄漏监测系统 24 基于压力波原理的泄漏检测方法的技术指标： 1. 监测灵敏度达到管道输量的0.51.0%； 2. 报警反应时间不超过120秒； 3. 漏点定位误差不大于被测管段长度的0.7%； 十多年来，管道科技研究中心研发的管道泄漏监测系统 已在8000余公里的油管道上应用，及时发现百余次打孔盗油 事件，减少了管道泄漏所造成的损失和危害。 技术指标： 第二部分 管道泄漏监
14、测技术及应用情况 25 第二部分 管道泄漏监测技术及应用情况 四、应用情况 序号管道名称建设时间管道长度中心站/子站数量 1秦京线 2000年11月-2003年6 月，2009年更新 350 km1个中心站和7个子站 2任京线 2003年12月-2004年3 月 114 km1个中心站和4个子站 3铁大线 2003年6月-2004年6 月 459 km1个中心站和7个子站 4铁秦线 2005年1月-2005年9 月 454 km1个中心站和7个子站 5 庆铁线 （老线、 新线） 2005年-2006年6月 老线516 km 新线524 km 1个中心站和9个子站 6新大线2005年12月40
15、km1个中心站和2个子站 7铁抚线2006年12月77 km1个中心站 8 马惠线（曲子- 惠安堡） 2009年12月管道科技 研究中心更新系统 164 km1个中心站和5个子站 9中银线2009年12月114 km1个中心站和4个子站 10漠大线2010年-2011年950 km2个中心站和13个子站 11庆铁三线2012年9月531 km1个中心站和10个子站 表1 原油管道泄漏监测系统应用情况统计 26 序号管道名称建设时间管道长度中心站/子站数量 1港枣线2007年10月605 km1个中心站和11个子站 2 兰郑长 （甘肃段） 干线 2009年12月362 km1个中心站和9个子站
16、3 兰郑长 （陕西段） 干线和支线 2012年6月 干线441 km 支线274 km 1个中心站和16个子站 4 兰郑长 （河南段） 干线和支线 2012年6月 干线745 km 支线175 km 1个中心站和20个子站 5 兰成渝（成县-成 都）干线 2010年-2012年486 km1个中心站和10个子站 6 兰成渝（兰州-成 县）干线 2010年-2012年396 km1个中心站和9个子站 四、应用情况 表2 成品油管道泄漏监测系统应用情况统计 合计已在11条原油管道、 6段成品油管道上安装17套管道泄漏监测系 统，监测管道里程达到8000 km。 第二部分 管道泄漏监测技术及应用情况 27 & 港枣线瘪管事件 (2009.09.08) 第二部分 管道泄漏监测技术及应用情况 28 & 港枣线瘪管事件(2009.09.08) 第二部分 管道泄漏监测技术及应用情况 29 主要内容 第一部分第一部分 背景介绍背景介绍 第三部分第三部分 管道光纤安全预警技术及应用情况管道光纤安全预警技术及
