智能電位測試監(jiān)控系統(tǒng)在天然氣管道的應用
來源:《管道保護》雜志 作者:王若丹 時間:2020-9-17 閱讀:
王若丹
西部管道新疆輸油氣分公司
摘 要:埋地管道通常采用防腐層輔以陰極保護的腐蝕控制手段,在生產運行過程中需要加強陰極保護的監(jiān)測檢測。陰極保護智能電位測試監(jiān)控系統(tǒng)在新疆地區(qū)的成功實踐,證明該系統(tǒng)可有效監(jiān)測管道陰極保護情況,減少管線腐蝕事故的發(fā)生。
關鍵詞:天然氣管道;陰極保護;智能監(jiān)控;特高壓直流;全天候
埋地管道采用防腐層輔以陰極保護的腐蝕控制系統(tǒng),生產運行過程中需開展陰極保護的監(jiān)測檢測,采集評定陰保數(shù)據(jù)和運行參數(shù)[1],定期管理維護陰保設備裝置。新疆地區(qū)管道電位測試特點為點多線長,管道經過的地域錯綜復雜,在濕地、沙漠、戈壁等地方開展管道電位測試工作極不方便。西部管道新疆分公司通過采用智能電位測試監(jiān)控系統(tǒng),提高了工作質量和效率,取得了良好的效果。
1 智能電位測試監(jiān)控系統(tǒng)
智能電位測試監(jiān)控系統(tǒng)由無線數(shù)據(jù)采集端、云服務器數(shù)據(jù)處理端、系統(tǒng)平臺客戶端三大部分組成(圖 1),該系統(tǒng)可實現(xiàn)陰極保護電位的自動采集與處理,具有無線遠程數(shù)據(jù)傳輸、信息查詢與分析、設備GIS地理位置信息查詢、陰保電位預警信息推送和管道管理等功能[2-3]。
無線數(shù)據(jù)采集端采用GPRS或NB―IOT無線通訊數(shù)據(jù)傳輸,內置高精度A/D轉換芯片,科學的抗干擾及防雷電路設計,確保設備采集數(shù)據(jù)的準確性及設備穩(wěn)定長壽命運行。
云服務器選用華為云、阿里云等大型云服務器廠商高配云服務器,保障了管道數(shù)據(jù)的安全。數(shù)據(jù)經由云服務器處理完畢后,自動備份智能存儲,確保數(shù)據(jù)的完整性。
系統(tǒng)客戶端采用B/S架構軟件,內建GIS監(jiān)控中心、數(shù)據(jù)中心、預警中心、管道設備管理及數(shù)據(jù)報表統(tǒng)計下載,方便客戶全面了解各項數(shù)據(jù)。手機端登錄指定賬號即可遠程查看數(shù)據(jù)及接收陰極保護電位預警信息。
2 應用案例
西部管道新疆輸油氣分公司為監(jiān)測高后果區(qū)管道 陰極保護狀況,評價陰極保護系統(tǒng)是否有效,于2019年在管轄范圍內安裝智能測試儀41套,采集管道/試片通斷電位、管道交流電壓。管道通電電位采集使用測試儀+NSC-1極化探頭測試, GPRS通訊上傳,測試儀電源采用光伏發(fā)電+鋰電池(12 V 10 Ah)供電,以保證測試儀能夠持續(xù)供電,每日全天候智能采集數(shù)據(jù)。
2.1 智能采集儀安裝
每個人口密集型高后果區(qū)段前后各安裝1處智能采集儀(圖 2),數(shù)據(jù)采用無線傳輸,通過云服務器最終傳輸?shù)焦娟帢O保護在線監(jiān)控管理平臺。如平臺接口未開放,能實現(xiàn)統(tǒng)一傳輸存儲功能,待平臺開放后數(shù)據(jù)傳輸至公司。
智能采集儀所用電纜利用線路測試樁引線。配套埋設采集儀、試片、長效參比電極或極化探頭等,至少能采集管道/試片通電電位、管道交流電壓等。
2.2 智能采集儀調試
本次調試采用萬用表(經鑒定合格的Fluke289)測試數(shù)據(jù)與智能采集儀自動采集數(shù)據(jù)進行比對,檢查智能采集儀測量精度(要求與Fluke289直流電壓、交流電壓小于5 mV可以進行安裝,否則進行校正或更換),測試數(shù)據(jù)見表 1、表 2、表 3。
2.3 系統(tǒng)客戶端調試
客戶端調試主要包括GIS監(jiān)控中心、數(shù)據(jù)中心、預警中心、管道設備管理及數(shù)據(jù)報表統(tǒng)計等功能,以確保GIS 監(jiān)控中心可直觀展示不同管道走向及設備采集數(shù)據(jù),方便客戶查看不同管道設備的各項數(shù)據(jù);系統(tǒng)概覽可直觀展示當前設備總數(shù)、預警設備總數(shù)、預警設備詳情以及區(qū)域設備近一周采集數(shù)值;預警功能及時推送預警消息,提示客戶處理問題管段;數(shù)據(jù)報表功能可以統(tǒng)計最近每月各項電位采集數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)由多平臺云服務備份存儲;數(shù)據(jù)監(jiān)控中心可詳細展示當前客戶的所有設備的各項詳細數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)可自動生 成曲線圖,方便展示陰極保護系統(tǒng)運行情況;管道設備用戶可自行添加管道參數(shù)包括管道長度走向等檔案信息,設備可以變更管道屬性方便客戶做設備部署位置。
2.4 現(xiàn)場應用效果
2019年11月28日、 29日,智能電位測試監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測到哈密地區(qū)部分管道保護電位正向偏移,異常監(jiān)測數(shù)據(jù)如圖 3,管道最正電位達到+3.08 V,該段管道持續(xù)2天處于直流電解狀態(tài)。
2019年11月29日管道維護人員現(xiàn)場對管道電位進行測試,與智能電位測試儀反饋的數(shù)據(jù)完全吻合。觀察該段管線周圍情況,有兩條特高壓直流(HVDC)輸電線路(分別是吉泉線±1 100 kV、哈鄭線±800 kV)垂直經過管道(圖 4)。為此分析,可能是受到特高壓線路影響[4-5]。
經過向該地區(qū)電網管理人員了解,該段特高壓直流(HVDC)輸電線路這種運行模式每年大約有15天~20天時間,按照每年365天計算,管道每年有4.1%~5.5%的時間處于HVDC影響的直流電解狀態(tài),嚴重危害管道腐蝕防護系統(tǒng),影響管道安全運行。
3 小結
智能電位測試監(jiān)控系統(tǒng)在新疆地區(qū)管線上的應用,彌補了傳統(tǒng)人工采集陰極保護電位數(shù)據(jù)的不足,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的全天候實時采集,以及對未達標數(shù)據(jù)的智能報警,有助于及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,提高了日常運行管理工作效率和管理水平,能夠有效減少管線腐蝕事件的發(fā)生,保障管道安全。
參考文獻:
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作者簡介:王若丹,女,工程師, 1986年生,畢業(yè)于東北石油大學油氣儲運專業(yè),現(xiàn)主要從事管道陰保防腐工作。聯(lián)系方式: 0 9 9 1 -7562177, 402424858@qq.com。
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