一、背景阐述:
针对在管道老化、技术手段投入有限等因素的影响下,我国长输供油、供气、供水管道漏损现象普遍存在的严重问题。如何利用数字化、智能化手段有效控制管道漏损率,已成为行业亟需解决的问题之一。据统计,截至到2023年我国智慧水务、智慧水利、西气东输、中俄天然气管道工程等市场规模为2000亿元左右,随着政策的加码助力,预计未来市场规模将持续扩大。迫切需要加强管网的科学管控,利用新一代信息技术手段构建管道泄漏监测系统,及早发现潜在安全隐患,以防患于未然。
二、类型说明
该类型系统也称音波管道泄漏监测系统,以硬件监测为立足点,以软件服务数据服务为主要功能,辅以专家研判和数据分析服务,利用物联网、大数据、云计算、GIS、计算机视觉、边缘计算等现代信息技术,全链条透彻感知和处理长输管线系统安全运行状况,准确诊断识别和定位管道安全事件。那么,目前我国供油、供气、供水管道使用的在线监测长输管线声波管道泄漏监测系统类型有哪些呢?主要有四种类型:
(1)、压电水听器技术声波管道泄漏监测系统
该技术主要利用压电水听器能够接收供水管道泄漏点的声音信号,⻓距离输⽔管道沿线阵列式安装⽔听器(需要接触水)与预警终端,通过⽔听器实时采集管道沿线的⽔声数据。将数据通过数据终端即RTU进⾏有线或⽆线的⽅式向上发送⾄物联⽹层,通过物联⽹层对数据进⾏存储、分析和归类。之后管道泄漏监测系统会对采集的数据进⾏多个维度的分析,以此来深化供水管道的健康监测。打造集在线监测、⽔锤分析、泄露(漏损)监测、管路异常信息报警、管路健康状态监测、设备管理和智能报表等功能为⼀体的⻓距离输水管道在线监测系统。
安装示意图1
(2)、光纤水听器技术声波管道泄漏监测系统
光纤水听器技术也是通过接收供油、供气、供水管道泄漏点的声波、振动信号来甄别泄露点的位置,不同压电水听器的是安装光纤水听器不需要接触管道内的输送介质,而且光纤水听器灵敏度比压电水听器高,声侦听作用距离远,更有利于管道泄漏点声音信号的探测,传感端无源本安,适应高温、腐蚀、易爆等各种高危场合,对于输油、输气管道更友好。
安装示意图2
(3)、分布式光纤声波震动传感技术管道泄漏监测系统
当系统监测到供油、供气、供水管道的泄漏点引起振动变化时,通过传感光缆传输到分布式光纤声波振动监测主机的边缘计算单元,边缘计算单元为系统的分析层,主要作用是调制、解调、分析判断。
分布式光纤声波震动传感技术管道泄露监测系统需要在管道外壁铺设声波振动传感光缆,传感端全部为光纤,无源本质安全,无需供电;系统适应性强。可满足不同介质、不同长度的管线,系统适应性强;无需全线补偿;所有光纤的使用寿命长,可靠性高,免维护。
安装示意图3
(4)、次声波管道泄漏监测系统
次声波管道泄露监测系统是一种基于次声波原理,结合GIS地理信息技术的管道泄漏监测系统。在管道两端分别安装次声波传感器,当管道发生泄漏时,管道内部介质产生振荡,在泄漏点处形成密度波,同时管道内产生泄漏后的次声波,通过数字化仪采集分析后上传至中心站,结合声速及时间差判定泄漏位置,系统软件依据压力、流量数据进行分析后自动报警并提供准确泄漏位置。
次声波管道泄漏监测系统适用于燃气等多种气体介质类型,同时可以应用于工业管道及城市民用管道。
安装示意图4
三、总结
随着我国对智慧管网的不断投入,长输管线声波管道泄漏监测系统类型也层出不穷,监测技术也不断更新。同时,各类系统具备全链条、全要素的管道安全风险监测能力,即利用各种监测感知探测器来检测管道运行状态、辅助爆管识别分析、感知大用户使用异常等情况,利用漏失声波监测准确诊断管网泄漏隐患;保障工业还是居民用水、用燃气安全,可以进一步补足城市管网老化等短板,助力提升城市治理能力。