《电子技术应用》
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华北平原上的原油管道守望者
李 庄,周 琰,王立坤
摘要: 针对原油在长距离传输过程中泄漏,导致损失的问题,天津大学基于NI LabVIEW 开发了一套实时性较好的监测系统。利用NI 硬件及LabVIEW 强大的信号处理函数,能够及时而准确地定位泄漏点。目前这套系统已经成功地应用在胜利油田和华东输油管理局等管线,并取得了可观的经济效益。
Abstract:
Key words :

原油泄漏,不仅造成了巨大的经济损失,还严重地污染了河流、泥土等自然资源。然而,在绵延几千公里的石油管道中,检测出原油泄漏的位置并非易事。我们迫切需要的是提高对石油管道的监测能力,并且及时而准确地定位泄漏发生的位置,以便最大限度地减少损失和污染程度。

当前,对于管道检测国际上已有各种成熟的技术,如压力梯度法、超声波检测法等。然而国外的现成技术不能完全适应中国原油输送的特点,而且价格昂贵。国内,天津大学等多家研究机构也在不断研发适合中国的管道监测系统

 基于LabVIEW 实现实时监测系统

在中国,原油泄漏的主要原因之一是人为,通常由偷油车造成。其特点是持续时间短、泄漏量较大,属于突发事故,对此,天津大学采用了负压力、流量联合等判断方法。他们使用LabVIEW 以及NI 采集卡平台不间断地采集压力、流量等参数,监视管道运行状况。但由于工业现场存在不可避免的电磁干扰、输油泵的振动等,因此采集到的信号序列附加了大量噪声,如何从噪声当中准确地提取出信号的特征点是定位的关键。

“首先,因为不同条件下的信号具有不同的特征,我们利用LabVIEW中丰富的信号处理函数对信号的特征作了深入的分析和预处理,使得系统能够针对不同的信号做出相应的处理。然后,我们采用Signal Processing 软件包里提供的小波分析的动态库来捕捉压力波变化的特征点,从而确定泄漏位置。由于管道全线长180 公里,我们采用电话网络实现数据通信,各个子站的数据都可以实时传到中心站,线路中断能够自动重新连接。主程序每一分钟调用一次泄漏判断子程序,该子程序综合运用负压波法、压力梯度法和流量差法分析采集到的工况数据,判断是否有泄漏发生。”

 

简单易用、功能强大的LabVIEW 平台

“作为虚拟仪器开发平台,LabVIEW 在采集、分析、显示等方面显示出了强大的优势。我们综合运用了数字滤波、中值滤波、频谱分析等信号处理函数,使用起来只需连连线;小波分析软件包也为现场应用提供了很大的方便。我们仅用了两个多月就在实验室完成了全部程序的编写,并很快实现了现场调试。”目前这套系统已经成功地安装在临盘- 济南和沧州-临邑的两条管线上,并取得了不错的成绩。据统计,在胜利油田临盘- 济南管线,2001 年3、4月份,共监测到泄漏39 次,抓获盗油车辆8 辆;在沧州- 临邑管线,2001 年4、5 月份,共抓获盗油车辆17辆,发现泄漏40多处,为国家挽回经济损失数十万元。

ni.com/labview/zhs

ni.com/signalprocessing

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