原油泄漏,不僅造成了巨大的經濟損失,還嚴重地污染了河流、泥土等自然資源。然而,在綿延幾千公里的石油管道中,檢測出原油泄漏的位置并非易事。我們迫切需要的是提高對石油管道的監(jiān)測能力,并且及時而準確地定位泄漏發(fā)生的位置,以便最大限度地減少損失和污染程度。
當前,對于管道檢測國際上已有各種成熟的技術,如壓力梯度法、超聲波檢測法等。然而國外的現(xiàn)成技術不能完全適應中國原油輸送的特點,而且價格昂貴。國內,天津大學等多家研究機構也在不斷研發(fā)適合中國的管道監(jiān)測系統(tǒng)。
基于LabVIEW 實現(xiàn)實時監(jiān)測系統(tǒng)
在中國,原油泄漏的主要原因之一是人為,通常由偷油車造成。其特點是持續(xù)時間短、泄漏量較大,屬于突發(fā)事故,對此,天津大學采用了負壓力、流量聯(lián)合等判斷方法。他們使用LabVIEW 以及NI 采集卡平臺不間斷地采集壓力、流量等參數(shù),監(jiān)視管道運行狀況。但由于工業(yè)現(xiàn)場存在不可避免的電磁干擾、輸油泵的振動等,因此采集到的信號序列附加了大量噪聲,如何從噪聲當中準確地提取出信號的特征點是定位的關鍵。
“首先,因為不同條件下的信號具有不同的特征,我們利用LabVIEW中豐富的信號處理函數(shù)對信號的特征作了深入的分析和預處理,使得系統(tǒng)能夠針對不同的信號做出相應的處理。然后,我們采用Signal Processing 軟件包里提供的小波分析的動態(tài)庫來捕捉壓力波變化的特征點,從而確定泄漏位置。由于管道全線長180 公里,我們采用電話網(wǎng)絡實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信,各個子站的數(shù)據(jù)都可以實時傳到中心站,線路中斷能夠自動重新連接。主程序每一分鐘調用一次泄漏判斷子程序,該子程序綜合運用負壓波法、壓力梯度法和流量差法分析采集到的工況數(shù)據(jù),判斷是否有泄漏發(fā)生。”
簡單易用、功能強大的LabVIEW 平臺
“作為虛擬儀器開發(fā)平臺,LabVIEW 在采集、分析、顯示等方面顯示出了強大的優(yōu)勢。我們綜合運用了數(shù)字濾波、中值濾波、頻譜分析等信號處理函數(shù),使用起來只需連連線;小波分析軟件包也為現(xiàn)場應用提供了很大的方便。我們僅用了兩個多月就在實驗室完成了全部程序的編寫,并很快實現(xiàn)了現(xiàn)場調試。”目前這套系統(tǒng)已經成功地安裝在臨盤- 濟南和滄州-臨邑的兩條管線上,并取得了不錯的成績。據(jù)統(tǒng)計,在勝利油田臨盤- 濟南管線,2001 年3、4月份,共監(jiān)測到泄漏39 次,抓獲盜油車輛8 輛;在滄州- 臨邑管線,2001 年4、5 月份,共抓獲盜油車輛17輛,發(fā)現(xiàn)泄漏40多處,為國家挽回經濟損失數(shù)十萬元。
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