В области транспортировки энергии безопасная эксплуатация нефтепроводов напрямую связана с жизненной силой национальной экономики и безопасностью экологической среды.В 2023 году по всей стране произойдет в общей сложности 37 аварий с утечкой в трубопроводах, из которых более 60% аварий можно избежать с помощью раннего предупреждения.Технология онлайн-мониторинга нефтепроводов - это интеллектуальное решение, созданное для решения этой проблемы. благодаря восприятию в режиме реального времени, анализу данных и раннему предупреждению была создана сеть безопасности 24/7 для тысяч километров энергетических артерий.
Эта система подобна установке "компьютерного томографа” на трубопровод с использованием мультитехнологичного интегрированного метода мониторинга: технология определения местоположения оптического волокна позволяет точно определять аномальные изменения температуры на 0,5 ℃ с помощью заглубленных оптических кабелей с датчиком температуры вдоль маршрута, эффективно обнаруживая места утечки; система мониторинга акустических волн может улавливать жидкость в трубопроводе. Характеристики голосового отпечатка, точная идентификация аномальных действий, таких как бурение и кража нефти; интеллектуальный терминал мониторинга Yinbao собирает потенциальные параметры трубопровода в режиме реального времени для раннего предупреждения о рисках коррозии.После развертывания системы юго-западная трубопроводная компания PetroChina успешно предупредила об опасности смещения трубопровода, вызванного оползнями на участке Юньнань, и предотвратила крупную аварию с утечкой.
Традиционный ручной метод проверки имеет очевидные ограничения: каждый человек может проверять до 15 километров трубопроводов в день, и трудно обнаружить скрытые опасности под землей.Система онлайн-мониторинга достигла трех основных достижений: 7 × 24 часов непрерывного мониторинга, а время отклика сократилось с часового уровня до второго уровня; точность мониторинга достигает сантиметрового уровня позиционирования, и можно обнаружить микротечки размером всего 0,1 мм; а возможность анализа больших объемов данных позволяет проводить профилактическое техническое обслуживание.Статистические данные Национальной группы трубопроводных сетей показывают, что уровень аварийности на участке трубопровода, где развернута система онлайн-мониторинга, снизился на 76%, эффективность реагирования на чрезвычайные ситуации повысилась в 3 раза, а ежегодные затраты на техническое обслуживание снизились на 42%.
Интеллектуальная система мониторинга состоит из трехуровневой архитектуры: уровень восприятия содержит оптоволоконные датчики вибрации, датчики акустической эмиссии, интеллектуальные датчики защиты от инь и другое оборудование, которые плотно распределены по трубопроводу подобно нервным окончаниям; транспортный уровень использует гибридную беспроводную сеть оптоволокно + 5G для обеспечения покрытия сигнала в суровых условиях, таких как пустыни и горные районы. Уровень анализа использует платформу интеллектуальных алгоритмов для создания модели нормальных условий работы путем изучения огромных объемов данных, а аномальные данные запускают многоуровневые ранние предупреждения.Новейшие технологии даже внедрили систему патрулирования беспилотниками, которая каждую неделю автоматически выполняет съемку высокой четкости и анализ изображений с помощью искусственного интеллекта 300 километров трубопроводов.
Система может идентифицировать шесть типов скрытых опасностей: мониторинг утечек (чувствительность к изменению расхода до 0,5%), повреждения от сторонних производителей (уровень распознавания вибрации экскаватора 99%), геологические катастрофы (раннее предупреждение о смещении склона), дефекты коррозии (раннее предупреждение об уменьшении толщины стенок), отказ оборудования (неправильная диагностика насосов и клапанов), незаконная эксплуатация (сигнализация о превышении давления).При обнаружении неисправности система запускает интеллектуальный процесс раннего предупреждения: сначала в диспетчерском центре срабатывает звуковая и световая сигнализация, затем текстовое сообщение автоматически отправляется на мобильные телефоны 5 ответственных лиц, и одновременно генерируется план реагирования на чрезвычайные ситуации. В крупных чрезвычайных ситуациях клапан может быть напрямую подключен к отключению.Во время инцидента с утечкой в трубопроводе в Шаньдуне в прошлом году от срабатывания системы до завершения отключения прошло всего 78 секунд.
По сравнению с традиционными ручными проверками, онлайн-мониторинг достиг пяти основных улучшений: точность обнаружения была увеличена с метров до сантиметров; время отклика сократилось с дней до секунд; записи данных из бумажных бухгалтерских книг превратились в цифровые двойники; методы принятия решений изменились с эмпирических суждений на основанные на данных; и сфера защиты была расширена с ключевых сегментов до полного охвата.Особенно при применении трубопроводов большой протяженности, в среднем на километр устанавливается по 3 точки мониторинга, что позволяет сэкономить 350 000 юаней / 100 километров на расходах на эксплуатацию и техническое обслуживание в год по сравнению с ручными проверками.Применение второй нитки газотранспортной системы запад-восток показывает, что срок окупаемости системы составляет всего 2,3 года.
Система подтвердила свою эффективность в ряде крупных проектов в стране и за рубежом: на Восточном газопроводе Китай-Россия было развернуто 3065 точек мониторинга для реализации интеллектуального мониторинга 3818 километров трубопроводов; Saudi Aramco применила технологию акустического мониторинга для успешного предупреждения об опасной коррозии вдоль побережья Персидского залива; подводный нефтепромысловый трубопровод в Северном море использует технологию распределенного оптоволоконного зондирования, отслеживающую изменения напряжения подводных трубопроводов в режиме реального времени.Наиболее впечатляющей является прибрежная нефтехимическая база, которая за первый год работы системы семь раз предупреждала об опасных ситуациях, что позволило избежать прямых экономических потерь в размере более 300 миллионов юаней.
В зависимости от протяженности трубопровода и сложности местности инвестиции в систему обычно составляют 80-3 миллиона юаней на 100 километров.Основная структура затрат: сенсорное оборудование (45%), сеть связи (25%), программная платформа (20%), монтаж и пуско-наладочные работы (10%).Окупаемость инвестиций в основном отражается в трех аспектах: предотвращение прямых потерь, вызванных сокращением числа несчастных случаев на производстве (в среднем на 1,5 млн юаней / старт); снижение затрат на техническое обслуживание (сокращение рабочей силы на 60%); и дополнительная пропускная способность, обусловленная повышением эффективности (увеличение на 3-5%).Расчеты национальной трубопроводной сети показывают, что соотношение затрат и выпуска интеллектуальной системы мониторинга составляет 1:7,8, а срок службы составляет более 10 лет.
Онлайн-мониторинг нефтепроводов развивается в направлении интеллекта и интеграции: системы нового поколения будут интегрировать технологию цифровых двойников для построения виртуальных трубопроводов для обеспечения профилактического обслуживания; алгоритмы искусственного интеллекта обновлены до самообучающегося типа, и неизвестные модели рисков могут быть обнаружены без ручной маркировки; дроны и роботы патрулируют для формирования интегрированной сети открытых пространств; Технология 5G + Beidoute реализует позиционирование на сантиметровом уровне и передачу на миллисекундном уровне.Чего еще стоит ожидать, так это применения технологии квантового зондирования. В будущем она сможет осуществлять мониторинг на сверхдальних расстояниях на расстоянии 1000 километров без ретрансляции, а чувствительность обнаружения будет увеличена на два порядка.
Поскольку протяженность сети нефте- и газопроводов Китая превышает 180 000 километров, технология онлайн-мониторинга стала основной гарантией безопасной эксплуатации трубопроводов.Трубопроводным компаниям рекомендуется выбирать соответствующие технические маршруты на основе характеристик трубопроводов, уделять приоритетное внимание созданию систем мониторинга участков с высоким уровнем риска и поэтапно внедрять интеллектуальный мониторинг с полным охватом.Онлайн-мониторинг нефтепроводов - это не только технологическая модернизация, но и изменение модели управления, и в конечном итоге создается новая экосистема интеллектуальной трубопроводной сети с полным жизненным циклом и полным контролем технологических процессов.
Предыдущее: " Интегрированная система управления Smart building: Создание цифрового мозга для экологичных и интеллектуальных зданий
Следующая статья：Система дистанционного управления воротами: ключевое решение для интеллектуального водопользования »
