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ATMOS Wave Flow管线泄漏即时检测系统
 

【作者: 余萬壽】2020年06月10日 星期三

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Atmos Wave Flow泄漏检测软体,综合音波、稀疏波、流量平衡、模拟仿真和3D图形处理分析等多种方法的原理,适用测试於包括原油、成品油、化学品、天然气、水、多批次管线等各样的管线。


ATMOS国际公司在1988年转移Shell壳牌石油研发技术,成为管线测漏糸统的最大供应商。ATMOS公司安装的管线项目归类如下:包括原油、成品油、化工原料、军用机场、天然气等。ATMOS在世界上成功运转泄漏检测产品多达的市占率超过50%。Atmos Wave Flow是ATMOS公司推出的先进泄漏检测软体,实际泄漏的检测已超过150次,其测试的管线包括原油、成品油、化学品、天然气、水、多批次管线等。


Atmos Wave Flow泄漏检测软体,综合音波、稀疏波、流量平衡、模拟仿真和3D图形处理分析等多种方法的原理,符合API1130国际标准。该软体对压力感测器上的信号进行数学处理,可以大大提高泄漏检测软体的检测性能和降低误报警率。



图一 : 泄漏检测系统网路架构示意图(source:ATMOS/大翰科技)
图一 : 泄漏检测系统网路架构示意图(source:ATMOS/大翰科技)

演算法基於电脑系统对於管道压力变化的分析。在管道发生突然泄露时,由於泄漏部位会产生一个向上游或下游传播的稀疏波。稀疏波检测定位通过安装在管道两端的压力感测器采集压力的信号,根据稀疏波的梯度特徵和压力变化率,利用信号相关处理方法就可以确定泄漏程度和泄漏位置。


基於先进的硬体和软体的研发技术,通过多年的产品开发以及对传统方法的研究,Atmos Wave Flow将传统的基於压力/声波法的泄漏检测系统性能提升到一个新的阶段。它可以通过两端压力感测器所检测到的压力变化的信号从而检测出整条管道的波阵面。


系统使用3种复杂的演算法过滤噪音,同时将模拟量信号生成3D的模式用於区别泄漏/偷盗油所产生的压力变化与正常工况和瞬态工况所产生的压力变化的不同。量的测试和现场的评估证实Atmos Wave Flow可以在瞬态工况下正确的区分泄漏开始、偷盗油开始/停止。


AWAS-3是直接采集现场资料的收集器,并在本地进行滤波和降噪的处理。通过数据采集装置AWAS-3将本地信号处理完毕後,通过网路上传至泄漏检测中心站伺服器,从而准备资料以备Atmos Wave Flow系统对信号进行分析。泵和其他外界压力信号的影响会在第一步就从系统中移除。如图二所示。



图二 : 包含泄漏的原始压力信号 (source:ATMOS/大翰科技)
图二 : 包含泄漏的原始压力信号 (source:ATMOS/大翰科技)

通过AWAS-3资料收集单元处理的原始资料信号,Atmos Wave Flow通过将管道两端的信号合并分析,生成3D(压力、时间、位置)压力图形,见图三。



图三 : 系统处理後的信号 (source:ATMOS/大翰科技)
图三 : 系统处理後的信号 (source:ATMOS/大翰科技)

通过AWAS-3资料收集单元处理的原始资料信号,Atmos Wave Flow通过将管道两端的信号合并分析,生成3D(压力、时间、位置)压力图形,见图四所示。


图四 : 3D压力/时间/位置图形,白圈内为泄漏点 (source:ATMOS/大翰科技)
图四 : 3D压力/时间/位置图形,白圈内为泄漏点 (source:ATMOS/大翰科技)

图五 : 3D图形介面 (source:ATMOS/大翰科技)
图五 : 3D图形介面 (source:ATMOS/大翰科技)

通过软体的分析,判断出压力波的传播方向以及声波的变化强度,从而生成泄漏报警,并且确定泄漏位置。在报警时间发生之後,Atmos Wave Flow软体将报警资讯通过OPC协定传递人机介面进行显示。


典型的Atmos wave flow性能

· 2-5分钟内即时检测泄漏;


· 在非两相流流体管道检测到的的精度小於额定流量的1%;


· 根据泄漏时的状况和工况的不同,泄漏定位精度为+/-100m-400m。


如果现场安装有流量计,在Atmos Wave Flow系统中,流量表直接连接到现场的资料获取单元中,可以提供以下的特性:


· 6个不同的使用者可配置的泄漏检测时间;


· 在使用者配置的时间范围内进行品质或流量平衡的计算;


· 报告不同时间内的流量不平衡量;


· 检测缓慢发生的泄漏


根据现场的仪表安装情况,现场所有的压力感测器均需要安装/更换Atmos推荐的压力感测器。流量计则可使用业主即有之流量计。


(作者余万寿为大翰科技总经理)


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