油气管道泄漏检测中自动化仪表的应用研究.pdf

73技术应用与研究引言自动化仪表是基于自动化技术、信息化技术高速发展下的产物，将其应用于油气管道泄漏检测过程中，可以快速完成泄漏检测以及精准定位泄漏位置，对保证油气管道运行安全有着较高的价值意义。随着自动化仪表设备在油气管道泄漏检测中的应用愈发深入，在了解其实际应用原理与方法的同时，还发现自动化仪表在实际应用中存在着一些亟待解决的问题，为此开展油气管道泄漏检测中自动化仪表的应用研究具有重要的价值意义，可以优化与完善自动化仪表的应用，进而切实提高自动化仪表在油气管道检测中的综合应用效果。一、自动化仪表在油气管道泄漏检测中的应用原理1.自动化仪表在油气管道泄漏检测中的应用意义油气管道一旦发生泄漏将造成诸多影响巨大的危害。首先，油气管道所运输的油气混合物对动植物以及土壤的危害十分明显，因此当发生油气管道泄漏时将第一时间给周边的动植物、土壤等生态系统造成破坏，相关数据显示，管道泄漏污染面积可高达25km2。其次，油气管道对河流、湖泊、海洋的污染也尤为严峻，一旦油品泄漏进入水系系统将直接使水体的物理、化学性质和生物群落组成发生变化，不仅造成水系系统失衡，还会降低水体的使用价值。最后，油气管道泄漏会污染空气，源于油品中含有大量可挥发的有害气体，其在经过蒸发后将形成蒸汽云向空气中扩散，不仅破坏空气环境，还会威胁周边群众身体健康。由此可见，油气管道泄漏将直接影响人类的生存环境，因此，预防油气管道泄漏具有重要的价值意义，而自动化仪表的应用将可对油气管道进行检测，确定当前油气管道是否存在泄漏问题，且一旦检测到有泄漏现象，可及时对泄漏位置进行精准定位。基于此，应将自动化仪表广泛地应用于油气管道泄漏检测中，以此为油气管道运行安全提供保障。2.自动化仪表在油气管道泄漏检测中的应用原理油气管道安全管理需要得到充分重视，一旦发生油气管道泄漏问题将造成严重的经济、社会与生态危害。基于此，加强油气管道泄漏检测具有重要意义，在泄漏检测过程中，需要充分认识到油气作为一种高密度物质，其物质密度与流动连结性较大，因此在正常油气传输过程中，管道内的压力是在标准范围内的，但一旦出现管道泄漏问题，泄漏位置上的油气密度会出现变化，逐渐减小，因此该位置的压力较小，由此可以反推，当发现油气管道相关位置出现压力减弱问题时，可以考虑是否发生了油气管道泄漏问题，需要及时开展专业检测。而自动化仪表在油气管道泄漏检测中的实际应用，不仅可以确定是否发生油气管道泄漏，还能够对泄漏位置进行精准定位。应用原理是，采用自动化仪表，检测油气管道内是否存在高压油气向低压油气快速流动的负压波，同时利用信号分析法将检测到的信号上传至PLC及其上机位，以此来实现油气管道泄漏的具体位置，通过自动化仪表，油气管道泄漏检测结果的精准性与泄漏位置的判定上均较为优异。二、自动化仪表在油气管道泄漏检测中的应用方法随着自动化技术的飞速发展，与之相关的设备应运而生，能够进一步发挥自动化技术的应用优势，其中自动化仪表的产生以及在油气管道泄漏检测中的应用起着较高的价值意义。对自动化仪表在油气管道泄漏检测中的应用方法总结发现，主要为模式识别法、信号处理法、模型计算法、时差判断法四种。模式识别法：作为自动化仪表在油气管道泄漏检测中最常用的方法之一，模式识别法主要通过信息分析来确定油气管道是否存在泄漏。模式识别法所分析的信息油气管道泄漏检测中自动化仪表的应用研究杨天明国家石油天然气管网集团有限公司华南分公司贵州输油部盘州站【摘要】随着社会快速发展，对石油、天然气等资源的需求逐渐增加，但我国油气资源的分布较为分散，导致部分地区存在油气资源匮乏的情况，直接影响当地产业的发展水平。在此情况下，油气管道工程规模越来越大，促使我国当前油气管道线路愈发完善，但油气管道长期埋藏于地下，受诸多因素影响可发生泄漏等事故，造成一系列负面影响。基于此，做好油气管道泄漏检测工作具有重要意义，而自动化仪表的应用在提高油气管道检测效率与质量方面发挥着较大作用，为此将主要分析自动化仪表在油气管道泄漏检测中的应用原理、应用方法，探究自动化仪表在油气管道泄漏检测应用中的优化与仿真验证。【关键词】油气管道；泄漏检测；自动化仪表；应用【DOI】10.12316/j.issn.1674-0831.2023.15.02574技术应用与研究主要为油气管道泄漏发生时管道内存在的压力变化。时差判断法：负压波定位公式是时差判断法在实际应用过程中需要依托的主要工具，能够确定油气管道泄漏速度以及具体的泄漏位置。在采取时差判断法时需要在油气管道两侧设置压力检测器，根据油气管道的实际油气传输情况，在压力检测器设计一个标准的界限值，如若压力检测结果低于这一界限值，则表示油气管道存在泄漏问题，随后通过时差的计算就可以快速确定油气管道的具体泄漏位置。信号处理法：作为最简单的油气管道泄漏检测方法之一，对信号进行精准检测与处理就能够得到精准的检测结果，这往往需要由专业的技术人员以及具有丰富信号检测与处理经验的工作人员完成。在信号处理方法应用过程中检测人员最先需要掌握油气管道的游戏流动数量与压力，随后将其与经验值进行比较。模型计算法：G（X）为模型计算法在油气管道泄漏检测中主要的判断依据。G（X）为函数，G（X）函数值的变化与否直接对应油气管道是否泄漏，即变化代表泄漏，不变化代表没泄漏。三、自动化仪表在油气管道泄漏检测应用中的优化与仿真验证1.自动化仪表在油气管道泄漏检测中的优化基于我国现代化科学技术的迅猛发展，自动化、智能化、信息化等技术得到飞速发展，为社会各领域发展注入了新的生命力，使各行业发生翻天覆地的变化，而石油与天然气作为社会生活生产的主要资源，将自动化等技术运用到油气管理中具有确切的价值作用。管道作为储存、运输油气资源的主要载体，为解决油气资源分布不均匀等问题，在管道辅助下能够实现油气资源的长途运输，但在提高油气资源利用的同时，油气管道也存在着一定的安全隐患，其中油气管道泄漏问题十分严峻，一旦发生油气泄漏，将会造成较大的生态污染，以及危害人们生命安全，同时也会造成极大的经济损失，因此油气管道泄漏检测尤为重要，为此在自动化技术与油气管理相结合的同时，需要将油气管道泄漏检测作为一项重要内容，其中自动化仪表的价值意义显著。将自动化仪表应用到油气管道泄漏检测中能够在较高的检测效率与检测精准度作用下，及时发现油气管道泄漏问题，同时确定泄漏位置，进而及时有效地解决油气管道泄漏问题。但随着自动化仪表在油气管道泄漏检测中的应用愈发深入，也发现了一些需要进行优化的地方，例如，自动化仪表在油气管道泄漏检测中的应用效果在极大程度上受管道材质与周边环境影响，因此检测结构的可靠性与真实性造成一定干扰，从而会出现误判情况。鉴于此，为加快促进自动化仪表在油气管道泄漏检测中的应用发展，需要针对上述问题进行切实的优化改善。通过研究，发现流量平衡法的应用能够切实减少自动化仪表在应用过程中受到的环境干扰，进而可规避油气管道正常情况下依旧会出现自动化仪表报警问题，以此不仅可以减少误判问题，同时还可节省人力资源。流量平衡法的应用原理在于油气管道的输入总量等于油气管道输出总量，基于该认知在油气管道两端安装相关流量检测设置，对油气进出总量进行检测即可，但油气在进出时难免会出现一定的损耗，因此，输入总量与输出总量无法百分百相符，会存在一定的差异，为此相关人员需要根据该项差异确定一个经验值，当油气管道的进出流量的差值在此经验值范畴内则不存在管道泄漏问题，但如若差值较大，超过经验值则表示当前油气管道存在泄漏问题，需要及时进行维修，避免造成较大的泄漏事故。2.自动化仪表在油气管道泄漏检测中的仿真验证在利用自动化仪表开展油气管道泄漏检测中，针对压力较小管道的泄漏与慢性泄漏而言，实际检测难度较大，因此为有效提高对于较小压力管道的泄漏和慢性泄漏的检测效率，同时避免误判问题，可以将自动化仪表检测技术与流量平衡原理相结合，而这种结合就是仿真验证。在油气管道泄漏检测过程中仿真验证技术的创新应用，进一步强化了自动化仪表设备的综合应用效果，在提高自动化仪表在油气管道泄漏检测效率与质量方面发挥着较大的价值作用。开展仿真验证技术实践发现，将自动化仪表的仿真验证技术应用到长3.6km，直径200mm，油气压力0.3MPa，油气量338m3/h油气管道中，如若在1.28km处发生泄漏，通过仿真技术对该管道的泄漏情况进行仿真模拟与泄漏位置判断，发现每次的检测结果均准确，能够保证泄漏位置的定位精准。由此可见，在自动化技术优化过程中，应将仿真验证技术应用其中，以此保证油气管道泄漏检测的精准性与有效性。四、自动化仪表在油气管道泄漏检测应用中的发展思考根据自动化仪表变化能够确定油气管道泄漏情况，但对于能够引起自动化仪表变化的因素研究发现，油气管道泄漏并非单一的因素，在油气管道正常运行过程中，如若进行关开阀门、上方停泵、倒灌等操作也会在一定程度上引起自动化仪表变化，而油气管道泄漏的危75技术应用与研究害较大，因此相关人员在发现自动化仪表变化时为及时排除是否为管道泄漏，会投入一定的人力、物力等资源，但随着检测结果中发现油气管道无泄漏问题的次数增加，投入的资源已经较大，给相关企业造成一定的经济损失与资源浪费，因此针对非油气管道泄漏引起的自动化仪表变化问题，需要进行思考，探究是否能够避免或减轻开关阀门、上方停泵、倒灌等操作给自动化仪表带来的干扰具有较大的迫切性。此外，油气管道泄漏问题有大有小，但发生较大规模的管道泄漏问题时自动化仪表能够快速检测出来，并及时报警，但对于泄漏问题较小或慢性泄漏而言，由于管道内的相关信息变化较小，自动化仪表的检测效率较低，无法在有效时间内完成报警，及时进行管道维修。针对上述问题，为进一步强化自动化仪表在油气管道泄漏检测中的应用成效，提高油气管道泄漏检测效率，从而能够在第一时间完成检修工作，让油气管道及时恢复正常运作，需要切实解决上述问题，基于问题进行深入的思考探究。鉴于此，在实际油气管道泄漏检测过程中，在充分借助自动化仪表设备时，相关人员可以尝试不单一使用自动化仪表，而是将其与其他技术设备进行强强联合，从而发挥联合的检测作用，进而保证油气管道泄漏检测成效，以此来弥补自动化仪表存在的不足。如从泄漏定位这一角度而言，在确定油气管道泄漏位置时，并保证泄漏位置精准性判断时需要依托管道内的负压波实现。当油气管道存在泄漏问题时，管道内的负压波的传播速度、压力等与正常情况下的数值存在一定差异，而负压波在传播时产生的速度误差、泄漏造成的压力降幅等与压力信号的时间、油气流速等因素存在着直接联系。对上述各项内容进行深入分析可知，利用负压波进行油气管道泄漏位置定位时，负压波与油气管道的长度存在相互影响，不同管道长度的负压波有所不同，但当油气管道的泄漏位置处于中间位置时，负压波与油气管道的长度之间的影响较小。由此可见，压力信号采集时间、压力下降幅度是利用负压波确定油气管道泄漏位置的主要因素。五、油气管道泄漏中自动化仪表的日常维护要想保证油气管道泄漏检测质量，切实发挥自动化仪表的价值作用，需要避免自动化仪表出现相关故障问题，因为一旦发生故障将直接影响油气管道泄漏检测结果，产生误判等问题。鉴于此，需要在油气管道泄漏管理中对自动化仪表开展系统化的日常维护，通过专业且规范的维护保证自动化仪表的正常使用，促进油气管道泄漏检测工作正常运行。在实际自动化仪表日常维护过程中，需要建立详细的故障档案，根据具体的故障情况确定对症的解决办法，以此保证故障维修效率，同时能够保证故障发生时相关人员有章可循，有据可依，与此同时，相关检测人员还需要将日常的维修工作，进行详细的记录生成检修档案，以便后续工作人员能够根据维修记录确定自动化仪表的实际情况，此外在真正发生自动化仪表问题时还能够根据维修记录进行追责以及确定相关故障问题发生时的大概时间。最后，检修人员还需要端正工作态度，在自动化仪表检修过程中多方位、多层次且认真、严谨地开展各项检修工作，保证自动化仪表在油气管道泄漏检测中发挥实际价值作用。六、结语综上所述，开展油气管道泄漏检测中自动化仪表的应用研究具有重要作用，不仅可以明晰自动化仪表在油气管道泄漏检测中的应用原理，掌握模式识别法、信号处理法、模型计算法、时差判断法是自动化仪表在油气管道检测中的主要应用方法，还可知当前自动化仪表存在一定不足，对自动化仪表在油气管道泄漏检测中的应用进行优化与改进具有重要意义，基于研究可知流量平衡法与仿真验证等技术的应用能够加强自动化仪表在油气管道泄漏检测中的实践应用成效。参考文献：1吕俊阳，袁育新，黄建华.油气管道泄漏检测中自动化仪表的应用J.今日自动化，2021(11):113-114.2闫龙，赵江会.自动化仪表在油气管道泄漏检测中的实践J.化工管理，2020(7):9597.3廖科垒.自动化仪表在油气管道泄漏检测中的应用与探究J.科学与信息化，2018(21):117121.4王颢森.长输油气管道泄漏检测与定位技术研究J.化工管理，2018(25):131-132.5佟倡，王卫强，陈博宇.长输油气管道泄漏检测方法概述及实用性分析J.辽宁石油化工大学学报，2018，38(3):57-6172.6王震.泄漏监测技术在油气管道建设中的运用J.中国石油和化工标准与质量，2019，39(9):66-67.7赵亚丽，刘欣，路泽永.管道泄漏检测与定位技术研究概述J.机电信息，2022(1):86-88.