繆宏

北京百世通管道科技有限公司

今年7月以來，貴州、吉林接連發(fā)生了兩起管道爆炸事故，再次提醒我們管道安全管理問題形勢嚴(yán)峻，必須盡快加強(qiáng)管道狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)，切實(shí)做到防患于未然。

1  影響管道安全的因素?zé)o所不在

按照管道完整性管理的理論，管道規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維以及外部環(huán)境都存在影響安全的因素。

（1）自然災(zāi)害：地震帶、地質(zhì)沉降、山體滑坡、暴雨沖刷、塌方。

（2）管道自身缺陷：老化、腐蝕、穿孔、磨損、焊縫開裂。管道老化，帶病運(yùn)行。

（3）設(shè)計(jì)和施工原因：執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)低，偷工減料，缺乏質(zhì)量監(jiān)管。

（4）非法施工、占?jí)汗艿�、打孔偷盜等事件。

2  管道安全管理存在諸多短板

（1）條件的限制

管線距離長，部分閥室、場站和管道沿線沒有電源，無法大量使用傳統(tǒng)的電傳感器；即使可以供電，海量的電源線、數(shù)據(jù)線、傳感器、解調(diào)儀等設(shè)備的成本，安裝、數(shù)據(jù)采集和處理都不是容易解決的問題。

（2）技術(shù)的制約

多數(shù)管道企業(yè)對(duì)場站、閥室等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的流量、溫度、壓力、氣體濃度等實(shí)施了在線監(jiān)測。但缺乏監(jiān)測管道自身實(shí)時(shí)狀態(tài)的技術(shù)手段。傳統(tǒng)人工巡檢和無人機(jī)巡檢各有局限性；部分管線采用定期通智能球方式，檢測指標(biāo)有限且沒有實(shí)時(shí)性；或者采用負(fù)壓波法測漏，因管徑、輸送介質(zhì)不同等因素，監(jiān)測效果難以滿足要求。

（3）認(rèn)識(shí)的局限

青島“11.22”事故發(fā)生后，企業(yè)對(duì)管道安全的投入不可謂不大。但還是沿襲了重地上不重視地下、重面子不重視里子的建設(shè)投資習(xí)慣，建了很多高大上的管道完整性管理平臺(tái)，熱衷于大數(shù)據(jù)、云計(jì)算建設(shè)，卻不愿意花錢建設(shè)采集管道實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的監(jiān)測系統(tǒng)。沒有傳感器采集數(shù)據(jù)，管道狀態(tài)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)從何而來，使完整性管理平臺(tái)缺少數(shù)據(jù)支撐。目前管道實(shí)時(shí)監(jiān)測技術(shù)發(fā)展日新月異，但很多單位還在大搞管道完整性數(shù)據(jù)分析模型。

（4）體制的缺陷

根據(jù)管道運(yùn)營現(xiàn)有體制，通信調(diào)度和管道安全分屬不同的部門管理，但安全管理離不開數(shù)字化、信息化，管道運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集和信號(hào)傳輸也離不開通信。部門之間相互扯皮踢球的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。從管道安全大局出發(fā)，相關(guān)部門的職能需要有機(jī)整合。

據(jù)了解，國內(nèi)在線運(yùn)行的超過12萬km長輸油氣管線，有效實(shí)時(shí)掌控管道自身安全狀態(tài)的監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)幾乎空白，事故隱患不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，影響了管道完整性管理實(shí)施效果。

3  加快光纖傳感技術(shù)研究應(yīng)用

目前，光纖傳感技術(shù)的發(fā)展一日千里。

（1）基于光纖拉曼散射原理（Stokes光信號(hào)對(duì)溫度不敏感，Anti-Stokes光信號(hào)的強(qiáng)度對(duì)溫度敏感）的光纖測溫技術(shù)，已經(jīng)成功用于分布式連續(xù)監(jiān)測長距離的溫度場分布，沿著管道敷設(shè)溫度傳感光纖，就可以監(jiān)測管道泄漏和爆管。

（2）基于光纖OTDR原理開發(fā)出來的光纖振動(dòng)探測器，可以用來監(jiān)測管道第三方開挖破壞、打孔盜油盜氣等。

（3）基于光纖布里淵散射原理開發(fā)的分布式光纖應(yīng)變監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，可用于監(jiān)測管道沿途的地質(zhì)沉降、山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。

以上三種技術(shù)都可以對(duì)異常報(bào)警事件實(shí)施精確定位（光在光纖中的傳播速度為20×104km/s）。光纖傳感系統(tǒng)具有獨(dú)特優(yōu)勢。

安全優(yōu)勢：傳感用的光纖，由高純度二氧化硅制成。光纖集傳感與傳輸功能于一身�？朔�了管道沿途沒有電源的困難，同時(shí)滿足油氣生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)環(huán)境的防爆要求。

技術(shù)優(yōu)勢：光纖傳輸速率高，帶寬大，損耗低，滿足了管道需要實(shí)現(xiàn)長距離連續(xù)分布式實(shí)時(shí)在線高精度監(jiān)測的要求；光纖傳感精度高，不但能實(shí)時(shí)監(jiān)測管道的實(shí)時(shí)溫度、振動(dòng)、應(yīng)變等數(shù)據(jù)，還能判斷溫度、振動(dòng)、應(yīng)變等異常事件發(fā)展的趨勢，在各種自然、人為破壞事件發(fā)生之初，就能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)并精確定位，以便第一時(shí)間采取應(yīng)急預(yù)案。如果有人打孔盜油，也許孔還沒有打好，安保人員就已趕到現(xiàn)場，抓個(gè)正著。

成本優(yōu)勢：分布式光纖傳感技術(shù)，一根光纖就能替代成千上萬的傳統(tǒng)點(diǎn)式傳感器，監(jiān)測距離越長，性價(jià)比越高。

施工優(yōu)勢：光纖光纜纖細(xì)柔軟，體積小，重量輕，施工方便快捷；解調(diào)儀在既有場站、閥室內(nèi)安裝；

⑤維護(hù)優(yōu)勢：按照國家標(biāo)準(zhǔn)，光纜的使用壽命≥25年。通信光纜只要不被外力損壞，終身免維護(hù)。即使被損壞，光纖熔接也很簡單、方便。

近年來，西氣東輸管線將光纖振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)用于場站閥室的周界安防（圖 1）；勝利油田海洋采油廠海-陸原油管道采用分布式光纖管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測泄漏（圖 2）；深圳某電廠采用分布式光纖測溫系統(tǒng)監(jiān)測熱力管道的泄漏和保溫效能；深圳水務(wù)集團(tuán)采用分布式光纖測振、測應(yīng)變系統(tǒng)監(jiān)測大型引水管道的泄漏、爆管（圖 3）；上海電力公司采用分布式光纖測振系統(tǒng)監(jiān)測埋地高壓電纜的防開挖破壞監(jiān)測等。

圖 1  勝利油田管道開挖破壞監(jiān)測

圖 2  青東五海海管泄漏監(jiān)測

圖 3  深圳北部水源管道泄漏爆管監(jiān)測

4  幾點(diǎn)建議

（1）建議國家主管部門聯(lián)合行業(yè)協(xié)會(huì)和相關(guān)科研、生產(chǎn)、用戶單位，制定一套科學(xué)、先進(jìn)、安全、可靠的管道運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù)警行業(yè)規(guī)范。

（2）建議管道運(yùn)營主管部門打破現(xiàn)有招投標(biāo)體系的制約，不拘一格，把各種管道安全監(jiān)測預(yù)警產(chǎn)品放到同一平臺(tái)，同臺(tái)競技，優(yōu)勝劣汰。只有形成公平、科學(xué)、先進(jìn)的競爭機(jī)制，才能真正找到滿足管道安全監(jiān)測預(yù)警的新技術(shù)、新產(chǎn)品，并促進(jìn)管道安全監(jiān)測預(yù)警技術(shù)不斷進(jìn)步。

作者：繆宏，男，1967年生，現(xiàn)任北京百世通管道科技有限公司董事長，主要從事油氣行業(yè)管道監(jiān)測預(yù)警和光纖傳感技術(shù)相關(guān)的工作。

《管道保護(hù)》2017年第5期（總第36期）