油气储运设备在线监测系统设计

油气储运设备在线监测系统设计

吴家川

重庆盛基新源建筑工程设计有限公司 重庆市 400010

摘要：油气管道在服役过程中，内部工况和外部环境对管道的影响复杂。油气作为一种极易挥发且燃烧点比较低的产品，导致油气储运过程中容易发生燃烧、爆炸等事故，如果出现事故，会引起严重的连锁反应在此次基础上，做好油气储运设备的监测及其管理工作，对保证油气储运安全发挥着重要的作用。虽然油储企业所用监测设备比较多，但不同生产单位监测出来的数据无法及时进行挖掘及运用，使得监测得到数据利用率不高，引发数据资源浪费的状况。对于以上方面的问题，如何开展监测数据监测工作，充分挖掘具有独特价值的信息，确保油气储运的安全性，成为各油气储运企业重点关注的问题。在线监测系统是大数据智能监测分析的代表，有利于及时筛选出存在的危险问题，支持对早期危险源予以识别，便于及早给予修正处理，为企业制定合理的安全管理决策提供重要的参考。

关键词：油气储运设备；在线监测；系统设计

引言

随着国家工业生产速度的加快，各个行业对于油气的需求量均呈现一种增加趋势，市场需要加大对油气的运输，通过此种方式，保证产业供需之间的平衡性。为了满足此方面需求，有关单位在深入此方面的研究中，提出了针对油气的标准化储运模式，并明确了油气储运设施在市场内的重要性与关键地位。现阶段，我国石油单位的主要工作内容包括：油气的收集与处理、油气在市场内远途运输与调度、油气资源的安全存储与装卸等。目前，石油企业提出了四种主要用于油气资源运输的渠道，分别为公路车辆运输渠道、水路船运渠道、铁路交通运输渠道与地下管线运输渠道。现如今使用较为频繁的运输方式为管道运输方式。输送过程中，根据油气的类型，选择与其匹配的运输管道。

1油气储运安全运行的重要性

（1）日常社会生产生活中，油气资源是重要的不可缺少的能源。近年来，我国油气资源存在分布不均的情况，但对其需求加大，在此推动下我国油气事业建设中加大了储运设施规模，并做进一步改善。当前在我国能源行业发展中，还存在一些问题未解决，威胁到人们生命财产安全，需对此加大重视。（2）在我国经济发展过程中，各行业进步较快，对能源需求量也在加大。作为我国经济发展重要支柱，油气储运工作关系着社会发展，因此需高度重视其安全问题，保证我国油气行业健康发展。（3）油气挥发物在空气中聚集达到一定浓度后，其低毒性特质则会引发人类窒息中毒等后果。随着油气行业的持续发展，不断扩大油气长输管道的管径和压力，路线也有所加长，油库储罐容量加大。部分油库区储罐分布密度和容量加大，也会影响到其它方面，降低油气储运设施安全性，引发一些突发事故，造成人员伤亡等。

2油气储运设备在线监测系统设计

2.1油库、天然气管网系统最优规划、布局

在油库建设中，假设库区地形、货源、销售等外部因素保持不变，为了保证其效益的最大化，应对油库进行最优规划和布局。具体内容包括：需确定各油品最佳库容量、油罐最优数量和规格，配套设施和设备投入的最优规模、数量以及规格，以及供电、道路以及管线等设施的最优布局。同时，在对天然气管网系统进行设计时，需对布局、参数进行优化，比如以最优化的思想来确定布站、管网连接方式及中间站的位置，各工艺管道壁厚、管径及所需设备等参数，利用数学模型、计算机程序对设计方案进行优化。由于不同天然气生产企业的生产条件、规模等存在一定的差异，出售给天然气销售企业的价格也存在不同，并且天然气管道在正式运营后，能够确定其输送能力，可以计算出天然气输送过程中产生的总费用，对于天然气销售企业而言，应综合考虑各方面的成本、收入以及管网输气能力等多因素，在确保天然气质量的基础上，制定出最佳输气、配气方案，使该公司获取最大利润。

2.2泄漏监测技术

泄漏监测技术可以在泄漏事故发生后及时报警并准确定位，避免次生灾害扩大化。黄岛“11·22”重大事故之后，骨干输油管道基本都安装了负压波泄漏监测设备。但是负压波技术受制于原理、仪表精度等限制，只能解决1%以上突发泄漏的检测和定位，焊缝开裂等缓慢增加的泄漏尚无有效办法。对于油品渗漏，现在多采用感油电缆或者油膜传感器探测烃类混合物避免环境污染，但受制于成本，尚未在线路上获得规模应用。利用调节阀动作的主动压力激励式泄漏监测技术来探测小泄漏，仿真分析和模型实验证明利用压力信号各次谐波衰减差异分析的泄漏监测技术可行，示范应用表明能够提高检测精度，但监测距离受限。

2.3管道失效风险管控措施

（1）管道由蠕变到塑性变形为管道失效的前兆，因其肉眼不可见性，往往被管道的运营者所忽视。管道的入土和出土点、弯头处、泵出口处、与装卸臂的连接处、管顶占压处以及管内存在内腐蚀缺陷等位置通常为管道应力集中风险点，建议管道经营单位结合已开展的管道完整性管理，重点对应力集中区域进行风险识别，收集管道在应力集中风险点处的检测数据，分析管道是否易发生裂缝等缺陷。同时，开展管道在线应力检测工作，实时获取管道在线应力分布，全面保障管道的本质安全。（2）沿海港区原油外输管道不可避免的会存在冷热油交替输送工艺，而埋地原油管道冷热油交替输送因其复杂的温度场、流场以及温度和时间效应，管道应力变化、缺陷生长亦十分复杂，现阶段缺乏对该方面的研究。为保障管道的安全运营，经营单位需做好以下几点工作：①输送油品温度严格限制在管道设计温度范围内；②降低相邻两批次油品温差；③定期开展管道内检测工作，分析管道缺陷生长情况；④原油含水率以及硫含量为产生管道腐蚀的关键因素，重点对含水率高、含硫量高的原油输送管道腐蚀缺陷的检测；⑤长输管道存在安全经济输送温度，经营单位可综合评估管输热力能耗、动力能耗以及管道允许停输时间，计算出合理的原油外输温度，避免管道长期高温运行对管道本体及保护层、防腐层的损害。

2.4系统各模块设计

2.4.1人员管理模块

根据油气储运企业组织机构设计状况，所有与监测对象有关部门均纳入人员管理方面。先创建人员管理数据库，把各个部门主管工作人员设置成紧急联络人，当发现监测的信息存在异常状况，通过数据库快速发出监测报告让有关负责人及时阅读，做好预案部署及其执行工作。

2.4.2设备管理功能

因油气储罐的分类不同，其规格有一定的差别，对油气储运设备开展管理阶段，储罐主要分成固定、浮顶储罐。先要创建设备管理数据库，企业拥有的监测对象所有信息均输送到数据库内，包括设备名称、购买时间。此外，支持新增加储罐，用鼠标单击新增设备这一选项，点击设备管理库，完成新增设备的添加、修改、删减等操作。

结语

总之，在线监测系统用于油气储运企业实际工作中，有利于降低油气储运过程中安全事故发生率，及时扼杀潜在的危险。因此，设计一款支持油气储运设备实际监测的在线监测系统。对系统进行设计前，先分析传统管理系统面临的问题，然后研究系统设计思想及原则。对油气储运设备各项指标实施检测，完成数据存储工作，支持对数据展开筛选和分析，便于及时发现油气储运设备存在的问题，确保其安全的运行。

参考文献

[1]李红明，谭其勇，陈战，等.基于激光光声光谱技术的变压器绝缘油故障气体在线监测系统研究[J].电气应用，2020，39（4）：67-70，88.

[2]褚佳欢，占南，韩毓旺.基于TeflonAF/陶瓷复合膜和电化学传感器的变压器油中溶解气体的在线监测系统[J].理化检验（化学分册），2019，55（5）：530-535.