陈利芳 程旭 肖凯 于浩 宋冬冰

沈阳惠东管道控制有限公司

中石油昆仑燃气有限公司辽宁分公司

管道泄漏检测系统大致可以分为点类型和线类型两种类型。点类型主要是通过对站场内的压力、流量、音波等参数进行分析，做出管道泄漏诊断与漏点定位。点类型是目前国内泄漏监测系统主要的研究方向。线类型主要是在管道沿线铺设线缆，通过甄别管道安全运行和发生泄漏时线缆不同的信号，进行管道泄漏诊断及漏点定位。线类型的泄漏监测系统需要铺设专用的线缆，工程量大、造价高、不便于维修，且由于管道沿线情况复杂导致误报率高，尤其在已建管道上几乎无法实现，因此在国内未得到普遍推广应用。

1 正确认识泄漏监测系统

管道运输作为石油输送的生命线，因受到管道腐蚀、自然破坏、管道自身缺陷以及打孔盗油等因素影响，往往会造成管道泄漏，不仅造成资源浪费和环境污染，而且威胁到人民群众生命财产安全，所以及时检测出管道泄漏的发生，并快速准确的确定泄漏点的位置，对于减少损失、保障管道运输安全有着极其重要的意义。

但是，目前业界存在两种不同认识，一种认为只要有了一套管道泄漏监测系统，安全生产就有了绝对的保证，从而对泄漏监测系统产生过分的依赖。另一种是由于管道泄漏监测系统存在误报和漏报现象，导致对管道泄漏监测系统不信任。上述两种认识都存在误区，即把管道泄漏监测系统定位报警和实际管道泄漏看成是一对一的关系，只要管道发生泄漏，泄漏监测系统就必须报警；只要泄漏监测系统有报警提示，就一定是管道发生了泄漏，而管道泄漏监测系统的泄漏诊断是以工艺计算为基础的，存在一定的误差，加之现场信号存在各种干扰，这就使泄漏监测系统数据只能是一个近似的判断，很难作到管道泄漏监测系统报警和实际发生泄漏完全对应。

2 与管道工艺操作参数的关系

目前国内大多数点类型的管道泄漏监测 系统是以压力波作为管道泄漏诊断与漏点定位的主要依据，管道发生泄漏时漏点上下游的压力均会下降，通过识别压力下降的“拐点”来确定。同时流量也是管道泄漏诊断与漏点定位的有效参量，管道发生泄漏时管道上游流量会增大、下游流量会减少，以此诊断管道是否发生了泄漏。

但管道正常运行过程中，运行调度人员通过对管道上各站内的工艺设备进行控制操作，例如启停泵、开关阀、改变流程、分输或注入等，以使管道压力、流量等参数达到工艺生产的预期值，保持管道安全生产平稳运行。即无论是在管道发生泄漏还是管道正常运行时，通过工艺操作对管道上的压力、流量等参数进行调节是一种持续发生的常态。要使管道泄漏监测系统准确可靠，必须大量排除误报。为此需要综合考虑各种工艺操作，对压力突然下降、流量突然变化等的原因进行综合的分析判断，确定是什么原因导致参数的变化，是工艺的正常操作还是管道泄漏，因此必须将工艺操作参数纳入泄漏诊断中进行综合的分析判断。

3 系统数据来源

将各种工艺参数纳入泄漏监测系统进行综合分析，能使泄漏诊断及漏点定位更为准确。要想将各种工艺运行参数读取到泄漏监测系统有两种方式，第一种方式是利用SCADA系统的数据，因其涵盖了泄漏监测系统、泄漏诊断与漏点定位所需的所有数据。第二种方式是由独立的泄漏监测系统数据采集设备，将工艺设备的状态和参数，通过电缆从现场设备接入数据采集端口。针对第二种方式有两种实施方法，一种是单独敷设电缆，直接从设备端采集信号。这需要现场设备有两个以上输出端口，一个端口为SCADA系统所用，另一个端口为泄漏监测系统所用。如果没有两个端口则需要单独增加一个检测仪表（如压力信号），这种方法实施的工作量大、难度大、费用高、对现场设备的要求高。另一种方法是从站控系统机柜分、转接信号进入泄漏监测系统数据采集设备，这种方法实施难度大，对施工技术手段和维护能力要求高，而且会导致站控系统和泄漏监测系统相互影响，其中一个系统出现故障会导致SCADA系统同时不能正常工作，严重影响安全生产。

综上所述，要想将SCADA系统的各种工艺参数纳入泄漏监测系统，进行综合分析判断，泄漏监测系统的数据只能来源于SCADA系统。利用SCADA系统为管道泄漏监测系统采集数据虽然是个很好的方案，但也存在一些技术上的难题，比如SCADA系统的采样周期较管道泄漏监测系统要求的采样周期慢，直接从SCADA系统中读取数据，不能满足管道泄漏监测系统的要求，因此需要运用一些相关的技术，对SCADA系统的数据进行处理后方能为管道泄漏监测系统使用。另外管道泄漏监测系统从SCADA系统中读数，要保证不能影响原SCADA系统的正常运行，否则将失去意义。

4 系统使用与维护

泄漏监测系统使用和维护能力直接影响系统的应用效果。因此，应由专业人员或经过培训达到专业水准的人员进行使用与维护。专业使用人员的主要工作内容包括，针对各种工艺状况对压力、流量数据进行实时的在线分析，排除各种工艺正常操作引起的误报，最终确定管道泄漏及漏点位置，保证泄漏监测系统有效的应用。维护内容包括对数据采集平台进行专业的维护，保证将符合泄漏诊断与漏点定位要求的有效数据，实时地传输给数据处理平台；另一个是通过对泄漏监测系统运行中多种工艺状况进行在线分析，实时的调整泄漏监测系统的相关参数设 定，以便适应随时变化的工况，并积累使用经验。

鉴于泄漏监测系统的专业性和重要性，泄漏监测系统使用与维护人员必须是集工艺运行、设备操作、自动化技术、泄漏监测技术于一体的综合型人员，且需要对泄漏监测系统进行全天候的监控与维护。

5 与自动化系统统筹兼顾

作为为工艺安全运行服务的自动化系统，需要实时的调整管道运行的相关参数，当管道运行参数趋于变化状态时，自动化系统会快速的通过阀门的开关调节、泵的转速调节等相关操作调整管道参数使其趋于稳定。

管道发生泄漏后也将破坏工艺安全运行的原有稳定状态，自动化系统同样会快速进行相关的调节，使管道泄漏造成的压力变化、流量变化等快速恢复到原始状态，而这种调节恰恰是管道泄漏监测系统所不希望的。管道泄漏监测系统主要是捕捉管道泄漏时压力和流量突变的波形，经自动化系统调节后，管道泄漏监测系统将很难捕捉这种管道泄漏的波形，从而容易产生漏报。这就形成了一对矛盾体，如何既能保证工艺安全运行保护系统正常运行，又能不影响管道泄漏监测系统对管道泄漏各参数波形的识别，如何兼顾矛盾的两个方面，需要深入研究与思考，进行统一考虑、综合部署。

6 开发独立的数据采集平台

数据采集平台与泄漏诊断及漏点定位平台是管道泄漏监测系统不可缺少的组成部分。数据采集平台的主要功能是从现场采集符合管道泄漏监测系统要求的数据，并传输到泄漏诊断及漏点定位平台，然后运用泄漏诊断及漏点定位的相关原理及方法，进行泄漏诊断及漏点定位，并最终进行报警提示。

现在业界的泄漏监测系统，均由同一个生产商完成数据采集与泄漏诊断及漏点定位功能。这就要求研发人员要精通数据采集、数据通讯、输油管道工艺/水利计算、自动化技术等，这种近乎苛刻的要求必然会限制研发工作的进展，影响泄漏监测系统的根本性的突破。另外局限于泄漏监测系统数据采集平台的技术现状，各管道只能单独设立泄漏监测系统，一个数据采集平台只能为一个泄漏监测系统的泄漏诊断及漏点定位平台服务，不便于维护，更不利于集中监管时的相互融合。为此，很有必要将泄漏监测系统的数据采集平台与泄漏诊断及漏点定位平台独立开来，分别进行研究。这样能使两方面的专家将各自的优势更充分的发挥出来，提高工作效率及质量，提升泄漏监测系统的研发水平。

目前中石油管道局正在研发一套基于当今SCADA系统的、独立的、通用的、开放的、泄漏监测系统数据采集平台。该数据采集平台采用通用规约，与泄漏诊断及漏点定位平台进行清晰的界面划分，可为其他厂家的泄漏监测系统提供测漏理想数据，并可实现对多条管道的数据进行专业性的集中管理与服务，便于维护和集中监管时的相互融合。该系统预计2015年9月份即可投入市场。◢

作者简介：陈利芳， 1982年生，2005年毕业于沈阳工程学院工业电气自动化专业，现主要从事管道自动化与泄漏监测技术研究与管理工作。

2014年第6期（总第19期）