物联网技术在油库安全管理中的应用.pdf

第 1 期2024 年 2 月现代盐化工Modern Salt and Chemical IndustryNo.1Feb.,2024物联网技术在油库安全管理中的应用张正澔(中国石油东北销售分公司营运保障部,辽宁沈阳 110000)作者简介:张正澔,男,天津市人,工程师,硕士研究生,从事油库管理工作。摘要:油库是石油储备和供应基地,主要储存原油、汽油、柴油等。受到石油产品易燃易爆特性的影响,油库的安全管理工作乃重中之重。物联网技术是在互联网基础上发展起来的新技术,其利用多种技术实现物与物的连接和数据分析。为提高油库的安全管理水平,许多国家开始引入物联网技术,并形成了多种基于物联网的安全管理系统等,并取得一定成果。基于我国油库安全管理现状,探究目前物联网技术在油库安全管理中的应用。关键词:物联网;油库;安全管理;管理系统;传感器 石油作为重要的能源,是世界上众多国家发展建设的重要基石,作为现代工业以及交通中的主要能源来源,在经济发展中发挥着巨大作用1。石油的开采、加工、运输等环节中会产生大量就业机会,推动着社会经济的发展。另外石油是多种工业生产中的原料,如涂料、塑料、化肥等的生产中石油是必不可少的原材料,因此石油在经济发展中占据着不可替代的作用。油库是石油储备和供应的基地,其接收、储存、发放原油或原油产品,如储存汽油、柴油等轻油料,也有储存润滑油、燃料油等重质油料。油库储存容量越大,轻油料越多,则其危险性也越大,一旦发生爆炸火灾等事故,将会造成严重的生命财产损失。因此加强对油库的安全管理尤为重要2。随着现代化信息技术的发展,油库安全管理在逐渐实现自动化、智能化和数字化。物联网技术(IoT)是信息科技产业的第三次革命,是互联网的延伸扩展,能实现物体与网络的连接,物体能直接借助传播媒介实现信息的传输互通。物联网中涉及的技术众多,其中 RFID、传感器技术、纳米技术、嵌入式技术等都是关键技术。而随着这些技术的发展创新,物联网也逐渐从概念到应用于多个行业中。在油库的管理中,物联网技术的应用能将油库的各个单元互联起来,实现对库区的全面动态化监管,及时发现库区的不安全因素,进而及时采取有效对策处理,保障油库的安全性3。另外,物联网技术的应用还有助于提高油库各单元的工作效率和质量,保证工艺的灵敏化、信息的精准化等。基于此,本文重点探讨物联网技术在油库安全管理中的应用。1 油库安全管理现状分析油库因其储存产品的特点,导致其运行管理中存在较大的危险性,易出现火灾、爆炸等事故。因此各个油库都将安全管理作为重中之重。目前,国内外的研究者就油库的安全管理进行了一系列的研究,并取得了一定成果。如美国、日本、西欧等发达国家在油库的安全管理中已基本完成了数字化管理,在油库安全管理方面已形成相对完整、系统的理论知识体系,油库安全管理体系相对成熟。而在我国,油库安全管理的成果主要集中在安全管理等方面,如在油库风险事件建模、油库安全事故的防控、油库安全信息化管理系统等方面取得了一定成果。在油库的数字化建设方面,我国起步较晚,导致目前我国油库的安全管理尚未完全实现数字化管理,其距离智能化、数字化管理还有很长的路要走。2 物联网的关键应用技术2.1 射频识别技术射频识别技术(RFID)目前已在多个行业中得到广泛应用,且其功能也有了明显的扩展。RFID 标签也属于传感器技术,其融合了无线射频技术和嵌入式技术,在自动识别、物流管理等方面应用前景广阔。2.2 传感器技术传感器技术是物联网架构的重要组成部分,其采集信息的能力则直接影响到其余各个环节的正常运行,同时也关系着物联网能否发挥其功能。近些年来,传感器技术也得到显著发展,越来越多不同类型的传感器被研发出来,在我们日常生活中得到广泛应用。59第 1 期2024 年 2 月现代盐化工经营与管理No.1Feb.,2024在油库安全管理中,不同类型的传感器采集传输数据,能在多个传感单元中交换信息,使得事物的互联更加精准、灵活、自由。传感器技术的发展朝着更加智能化、精确化方向发展,朝着更快、更小、更安全、更标准的方向发展。2.3 嵌入式技术这是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术于一体的技术。随着该技术的快速发展,以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见,小到人们日常生活中的手机,大到卫星系统等。在物联网中,嵌入式系统将传感器采集到的数据进行分类处理,是物联网中重要的一环。2.4 数据传输技术在物联网中,UWB 技术、蓝牙技术等数据传输技术存在无法长距离传输的问题,而且用户接入数量有限。近些年来,NB-IoT 技术和 LoRa 技术开始在物联网中得到应用,这两种技术属于大容量、覆盖广、功耗低、稳定性高的传输技术,非常有利于广域物联网系统的建设。3 物联网技术在油库安全管理中的应用物联网技术被誉为第三次信息技术革命,自提出以后就备受国内外各行各业人员的关注,其分为三层:感知层、网络层和应用层。随着物联网技术的发展,将实现人类社会与物理社会的整合,在这个网络系统中,数据处理中心能对网络系统中的人、机器、设备等实现管理和控制,从而实现相关生活、管理活动的智能化,提高社会生产力水平。目前,我国的物联网技术尚未形成产业链,未来有广阔的发展空间。下面就我国油库安全管理中物联网技术的应用情况进行简单探索。3.1 基于物联网技术的安全管理系统基于物联网的油库安全管理系统的架构包括操作控制层、业务管理层和管理决策层:(1)操作控制层包括了部署在油库的各种非常规作业场所的 RFID 标签、各巡检点的 RFID 标签以及人员作业时所携带的防爆 PDA 等,RFID 标签和 PDA 标识了油库的各种作业场所和巡检设备的“物”。该层的主要作用就是采集各种物的数据信息,能自动记录数据并上传数据,能为其他两层的相关管理工作、制定决策提供可靠的数据依据。(2)业务管理层也即数据处理中心,其连通了油库的各个作业场所、巡检点与系统用户,现场采集的数据能通过业务管理层传输给管理决策层。而且该层能对采集到的数据进行针对性的加工处理,然后将处理好的数据发送给相关管理部门和人员。当进行数据处理时,发现安全隐患,系统会立即准确定位安全隐患部位等准确信息,自动报警并联动启动相关设备,不仅为相关决策人员的决策提供可靠的信息,也能第一时间处理安全隐患,避免重大安全事故发生。(3)管理决策层对油库日常运行中的各种数据进行针对性处理后,得到各种不同主题的图表、图像等文件,然后再发送给相关管理部门和人员。总之,物联网技术的应用改变了油库的传统管理模式,使得油库的管理更加科学化、规范化,提高了油库管理的安全性,而且还能满足油库建设以及日常运行的需求。3.2 油罐与管输区的物联网技术应用目前,在油罐、管输区中物联网技术的应用主要依靠各种传感器,一般是在油罐、管输区的相关重要设备上安装不同类型的传感器,通过操作控制层将获取的油罐位置、油罐特性、油罐内液体高度、油罐周围的环境变化、油罐内油品的密度及压力等原始数据传输给业务管理层,由数据处理中心对采集到的大数据进行针对性处理,使得管理决策层及时了解油罐、管输区的各种实时状态信息,以实现对油罐、管输区的精准化、自动化、智能化管理。由于新技术还在发展创新过程中,实际应用中难免会出现各种问题,如较为常见的有系统稳定性不高、相关设备安全性差、设备保护性措施少等。因此今后还需进一步深入发展,以发挥出物联网在油罐、管输区的监管效果。笔者认为,相关研究人员可从如下几个角度进行研究:(1)针对各种油罐、管输区设备的专用传感器的研发以及智能化传感软硬件的研发、升级和维护。(2)优化对油罐、管输区运行状态的监测方式,并研发出更多的状态监测工作模式,完善监控管理系统。3.3 车辆及工作人员安全的物联网技术应用在罐区车辆以及工作人员的安全管理中,物联网技术的应用主要为:在各种运油车上安装 RFID 标签、M2M 终端等,监控车辆的位置、车辆上各种油品的信息(如油品类型、油品温度、油压波动等)、车辆行驶周围环境信息等。而采集到的这些数据会传输到数据处理中心,然后对车辆及工作人员的安全进行综合评估。管理人员能动态地检索驾驶人员身份信息、行为信息、车辆信息、车辆上油品信息,对人、车、物进行远程的规划和监控管理,一旦运输过程中出现突发情况,便于管理人员及时作出决策,避免意外事故发生,保障车辆及人员的安全。魏坤4等人曾在油罐车罐体结构对整车侧翻研究的基础上提出了“纵板式罐体”的概念,在罐体上安装69第 1 期2024 年 2 月现代盐化工Modern Salt and Chemical IndustryNo.1Feb.,2024传感器、报警装置等,并能将采集的数据信息实时传送到物联网,便于监控人员实时查看监控信息,且车辆驾驶者也能收到反馈信息,这有利于保障油料运输过程中的安全性。秦伟等人发明出一种基于物联网的油罐车智能监控模块及系统,能在油罐车的运输过程中,实时采集各项环境数据并传送给汽车中控台和手柄终端,方便运输人员实时监控,并能通过定位设备、无线传输装置等将多种监控数据上传到远端服务器,再结合导航软件,实时监测车辆的行驶情况,规避不良道路和恶劣的天气,保障运输的安全。4 物联网技术在油库安全管理中应用的实例4.1 火灾自动报警系统该系统主要由触发件、报警装置、联动控制系统组成。该系统借助感烟探测器、感温探测器等对周围环境的燃烧、热解等形成的烟雾、热量数据进行分析,当超过火灾安全的阈值后,会立即触发报警装置,同时启动多个系统,如自动启动灭火装置、关闭管道阀门、切断电源等,向消防部门报警,通知管理人员采取进一步措施等。例如在库区的爆炸危险区域安装火灾探测器,一旦检测到火警发生,将会立即报警并启动相关系统。在基于物联网技术的火灾自动报警系统中,能更快更准确地发现火情,及时报警和处理,从而及早扑灭火灾,减轻火灾造成的损失。4.2 管道泄漏检测评估系统将不同类型的传感器安装在油气管道外和管道内,如安装压力传感器、油气泄漏传感器,这些传感器实时采集管道的相关信息,如采集油气管道的实时温度、温升温降速率、温升温降趋势等,可随时显示出整条管道上任意位置的温度状态。一旦发生油气泄漏,会立即报警并准确定位,便于及时地处理。该系统能实现油气管道的实时监测,及时发现管道外环境变化、管道内壁腐蚀状况等,便于及早发现管道泄漏问题,便于相关工作人员及早干预,预防意外发生,保障油气管道设备的安全运行。有专家发明了一种基于物联网的油气管道泄漏在线检测系统,该系统由传感器本体和安装管组成。由于传感器在与油气管道连接时,是通过内螺纹与外螺纹连接,而螺纹连接的内外螺纹之间存在间隙,导致油气管道内部的气体从间隙排出,降低了传感器监测数据的准确性。而该发明中的检测系统则能解决上述问题,通过螺纹杆在螺纹孔上转动,在力的作用下带动安装块上的锥形销靠向圆杆上的锥形槽运动,锥形销上有多个条形槽,锥形销与锥形槽相抵后的胀套原理能使安装腔受力挤压缩小,使得安装管与安装腔之间无间隙,故而油气管道内的气体不会溢出,从而提高传感器监测数据的准确性。4.3 地质灾害监控评估系统基于物联网的地质灾害监控评估系统通过在地质灾害频发的地段埋设不同类型的传感器,借助这些传感器获取地质环境信息,并实时传输数据,确保管理人员能实时掌握灾害动态,进而做出科学的决策。而且该系统还具有强大的数据处理能力,能快速地处理海量数据,保证监测数据的准确性和可靠性。该系统能实现设备之间的联动,能提高系统的整体效能。系统将采集到的地质数据自动记录并传输,以便于相关工作人员及时了解管道周围的地质变化、管道变形数据等。一旦监测的数据超过了事先设定的安全阈值,将会自动报警,以便于相关管理人员及时处理,保证管道运行的安全性。5 结论油库作为国家发展建设中的重要基础设施,其在人们日常生活以及相关产业发展中发挥着重要作用。受到原油产品特性的影响,其易出现多种危险事故,可能引发严重的爆炸、火灾事件等,因此加强对油库的安全管理就显得尤为重要。物联网技术在油库安全管理中的应用则有助于使得油库安全管理走向智能化、自动化、数字化,让油库各层管理人员实时掌握油库各个环节、设备等的运行状况,及时发现油库运行中存在的问题,及早发现油库运行中的安全隐患,便于相关人员及时制定有效对策,保障油库的安全性。目前,我国油库安全管理中物联网技术已有一定程度的应用,但其应用中依然存在诸多问题,相关研究者还需加大研究力度,构建出完整的基于物联网的油库安全管理体系,提高油库安全管理的工作效率,减少事故发生。参考文献:1 何亦凡,杜俊霖,冯大鹏.油气储存企业智能视频监控及分析数据的应用实践J.中国石油和化工标准与质量,2023,43(7):82 84.2 马骏.基于 DCS 技术的机场油库可视化作业仿真系统设计J.无线互联科技,2023,19(2):71 73.3 李清峰.石油库与加油站安全检查中存在的形式主义及整改措施J.石油库与加油站,2022,31(6):29 30.4 谢巍,李玉恒,杜建波.民航油库碎石地坪储罐区防泄漏安全管理技术探讨J.石化技术,2022,29(1):152 153.79