नैसर्गिक वायू पाइपलाइन लीकेज मॉनिटरिंग सिस्टम

नैसर्गिक वायू पाइपलाइन लीकेज मॉनिटरिंग सिस्टमची आवश्यकता

21 व्या शतकापासून, चीनच्या अर्थव्यवस्थेच्या वेगवान विकासासह, नैसर्गिक वायूच्या वापराची मागणी झपाट्याने वाढली आहे, आणि तेल आणि गॅस पाइपलाइनच्या बांधकामाचा वेग सतत वाढत आहे. च्या शेवटी म्हणून 2019, चीनच्या नैसर्गिक वायूच्या लांब-अंतराच्या पाइपलाइनची एकूण लांबी गाठली आहे 7.26 × 104 किमी, च्या गॅस पुरवठा नमुना तयार करणे “पश्चिम पूर्व गॅस ट्रान्समिशन, उत्तर वायू दक्षिणेकडील स्थलांतर, सी गॅस लँडिंग, पाठीचा कणा इंटरकनेक्शन, आणि स्थानिक नेटवर्किंग”. संबंधित योजनांनुसार, चीनच्या तेल आणि गॅस पाइपलाइन नेटवर्कची एकूण लांबी ओलांडली जाईल 24 × १०४ किमी 2025. नैसर्गिक वायू वाहतुकीसाठी पाइपलाइन वाहतूक हा सर्वात सामान्यपणे वापरला जाणारा मार्ग आहे, सुरक्षिततेच्या फायद्यांसह, विश्वसनीयता, कमी ऊर्जा वापर, प्रदूषण मुक्त, आणि मुळात हवामानाचा परिणाम होत नाही. लांब पल्ल्याच्या नैसर्गिक वायू पाइपलाइन अनेकदा नद्यांसारख्या जटिल भूप्रदेशातून जातात, पर्वत, आणि गोफ क्षेत्र, त्यांना तृतीय-पक्षाच्या नुकसानास असुरक्षित बनवते ज्यामुळे पाइपलाइन गळती होते. जर उघड्या किंवा लीक झालेल्या पाइपलाइन वेळेवर शोधल्या जाऊ शकत नाहीत आणि संबंधित उपाययोजना केल्या जाऊ शकत नाहीत, यामुळे पाइपलाइन ऑपरेशन युनिटचे काही आर्थिक नुकसान अपरिहार्यपणे होईल, आणि गंभीर प्रकरणांमध्ये, त्यामुळे जीवितहानीसारखे मोठे अपघात होऊ शकतात. पाईपलाईनचे सुरक्षित ऑपरेशन आणि मार्गावरील लोकांच्या जीवाची आणि मालमत्तेची सुरक्षितता सुनिश्चित करण्यासाठी उघडकीस किंवा गळती झालेल्या नैसर्गिक वायू पाइपलाइनचा वेळेवर आणि अचूक शोध घेणे खूप महत्वाचे आहे..

लांब-अंतराच्या नैसर्गिक वायू ट्रान्समिशन पाइपलाइनसाठी गळती मॉनिटरिंग तंत्रज्ञान दोन श्रेणींमध्ये विभागले जाऊ शकते.:

① चुंबकीय प्रवाहावर आधारित अंतर्गत तपासणी पद्धती, एडी करंट, कॅमेरा, इ;

② पाइपलाइन दाबाच्या भौतिक मापदंडांवर आधारित बाह्य शोध पद्धत, तापमान, प्रवाह दर, आवाज, आणि कंपन. नैसर्गिक वायू पाइपलाइन गळती शोधण्यासाठी फायबर ऑप्टिक तापमान संवेदना प्रणाली वापरण्याची कल्पना प्रस्तावित करण्यात आली आहे., and a distributed fiber optic Raman scattering temperature measurement system has been developed. पाइपलाइन लीक दरम्यान तापमान बदलांच्या कॅप्चरवर आधारित, गॅस पाइपलाइन गळतीचे निरीक्षण केले गेले आहे. R-OTDR वर आधारित वितरित फायबर ऑप्टिक तापमान निरीक्षण पद्धत पाइपलाइन सुरक्षा निरीक्षणासाठी वापरली जाते.

भूमिगत पाइपलाइन निरीक्षणामध्ये वितरित फायबर ऑप्टिक सेन्सिंग तंत्रज्ञानाचा वापर केला जात आहे. ब्रिल्युइन स्कॅटरिंग टाइम-डोमेन विश्लेषणाचे फायदे (BOT मध्ये) तंत्रज्ञानाचा समावेश आहे: मोठ्या डायनॅमिक श्रेणीसह ड्युअल एंड मापन, कमी चाचणी वेळ आणि उच्च अचूकता, परिपूर्ण तापमान आणि ताण मोजला जाऊ शकतो, अवकाशीय ठराव पोहोचू शकतो 0.1 मी, आणि लांब चाचणी अंतर (पर्यंत 25 किमी). Research on distributed fiber optic natural gas pipeline leakage monitoring based on BOTDA fiber optic temperature measurement technology and on-site verification on natural gas pipelines.

वितरित फायबर ऑप्टिक तंत्रज्ञानाची तत्त्वे
1. वितरित फायबर ऑप्टिक तापमान मोजण्याचे सिद्धांत

“वितरित संवेदना” संपूर्ण फायबर ऑप्टिक प्रक्रियेत मोजमाप माहिती प्रदान करण्यासाठी ऑप्टिकल फायबरचा रेखीय सेन्सर म्हणून वापर करणे संदर्भित करते. फायबर ऑप्टिकच्या बाजूने प्रसारित होणाऱ्या लेसर डाळींद्वारे निर्माण झालेल्या बॅकस्कॅटर्ड प्रकाशाच्या विश्लेषणाच्या परिणामांवर आधारित, एकल फायबर ऑप्टिक हजारो सिंगल पॉइंट सेन्सर बदलण्यासाठी वापरले जाऊ शकते, जे इंस्टॉलेशनमध्ये खूप बचत करू शकते, कॅलिब्रेशन, आणि देखभाल खर्च. जेव्हा प्रकाश ऑप्टिकल फायबर सामग्रीमध्ये प्रसारित होतो, ब्रिल्युइन स्कॅटरिंग उद्भवते. ब्रिल्युइन स्कॅटरिंग म्हणजे प्रकाश लहरी आणि ध्वनी लहरी यांच्यातील परस्परसंवादामुळे होणारे विखुरणे (फायबर मटेरियल रेणूंच्या ब्राउनियन गतीने व्युत्पन्न) ऑप्टिकल फायबरमध्ये प्रसार करताना. विखुरलेल्या प्रकाशाची वारंवारता घटना प्रकाशाच्या सापेक्ष ब्रिल्युइन वारंवारतेद्वारे हलविली जाते. स्पंदित प्रकाशाच्या बॅकस्कॅटर्ड ब्रिल्युइन प्रकाशाची वारंवारता शिफ्ट मोजून तापमान आणि ताण मोजमाप मिळवता येते. ब्रिल्युइन स्कॅटरिंग तत्त्वावर आधारित तापमान आणि ताण मापन तंत्रज्ञानाचे दोन मुख्य प्रकार आहेत: ऑप्टिकल टाइम-डोमेन रिफ्लेक्शनवर आधारित वितरित फायबर ऑप्टिक सेन्सिंग तंत्रज्ञान (BOTDR) आणि ऑप्टिकल टाइम-डोमेन विश्लेषणावर आधारित फायबर ऑप्टिक सेन्सिंग तंत्रज्ञान वितरित केले (BOT मध्ये). सिग्नल शक्ती वाढविण्यासाठी, BOTDA वितरित फायबर ऑप्टिक सेन्सिंग तंत्रज्ञान ब्रिल्युइन स्कॅटरिंग वाढविण्यासाठी दोन विरोधी प्रसारित दिवे वापरते, उच्च तापमान आणि ताण मापन अचूकता आणि मोठे मापन अंतर परिणामी.

गळती बिंदूंवर तापमान कमी करण्याचे सिद्धांत

जेव्हा नैसर्गिक गॅस पाइपलाइन लीक होते, गॅस ओव्हरफ्लो होतो आणि व्हॉल्यूममध्ये विस्तारतो. जौल थॉमसन प्रभावानुसार, पाइपलाइनच्या गळती बिंदूच्या आसपासचे स्थानिक तापमान झपाट्याने कमी होईल, आणि पाइपलाइनच्या सभोवतालच्या मातीमध्ये तापमान ग्रेडियंट तयार होईल. जेव्हा गळती बिंदू जवळच्या निर्मितीमध्ये तापमान बदलते, पाईपलाईनजवळ ठेवलेला ऑप्टिकल फायबर या बदलाचे रिअल टाइममध्ये निरीक्षण करू शकतो आणि गळती बिंदूचे स्थान निश्चित करण्यासाठी मॉनिटरिंग सिस्टममध्ये प्रसारित करू शकतो.. वेगवेगळ्या घटकांसह प्रयोगांची रचना केल्याने गळतीच्या वेगवेगळ्या परिस्थितींमध्ये संबंधित संबंध स्थापित होऊ शकतात, गळतीचे प्रमाण, आणि तापमानात घट, लांब-अंतराच्या नैसर्गिक गॅस पाइपलाइन गळतीसाठी अधिक मौल्यवान अभिप्राय डेटा प्रदान करणे.

BOTDA वर आधारित वितरित ऑप्टिकल फायबर तापमान संवेदनशील असतात, आणि फायबरच्या स्थानिक तापमानात कोणतीही वाढ किंवा घट यामुळे ब्रिल्युइन फ्रिक्वेन्सी शिफ्ट होऊ शकते, आणि तापमान व्हेरिएबलचा ब्रिल्युइन फ्रिक्वेंसी शिफ्टच्या प्रमाणात एक रेषीय संबंध आहे.

गळती बिंदू तापमान स्थितीचे सिद्धांत

जेव्हा लेसर पल्स एका विशिष्ट कोनात फायबरमध्ये घातली जाते, विखुरणे उद्भवते. तापमान बदल बिंदू शोधण्यासाठी लेसर पल्स फायबरमध्ये प्रसारित होण्यासाठी लागणारा वेळ मोजला जाऊ शकतो.:

फायबर ऑप्टिक तापमान मापन आणि निरीक्षण प्रणालीचे बांधकाम
नैसर्गिक वायू पाइपलाइन मॉनिटरिंग साइटचे विहंगावलोकन

नैसर्गिक वायू पाइपलाइन प्रकल्पाच्या ट्रंक लाईनची एकूण लांबी सुमारे आहे 715 किमी, च्या व्यासासह 1422 मिमी, चे डिझाइन दबाव 12 एमपीए, आणि डिझाइन ट्रान्समिशन क्षमता 380 × 108 m3/a; शाखा ओळीचा प्रारंभ बिंदू मुख्य मार्गाचे चांगलिंग वितरण स्टेशन आहे, आणि शेवटचा बिंदू चांगचुन वितरण आणि स्वच्छता स्टेशन आहे. एकूण लांबी आहे 109 किमी, च्या पाईप व्यासासह 1016 मिमी, चे डिझाइन दबाव 10 एमपीए, आणि डिझाइन क्षमता 114 × 108 m3/a. डिझाइन दस्तऐवजानुसार, यावेळी देखरेख केलेली पाइपलाइन दोन विभागात विभागली गेली आहे. तृतीय स्तर क्षेत्राच्या उच्च परिणाम क्षेत्रात, मेन लाइनची मॉनिटरिंग रेंज आहे 10 HC25 वाल्व्ह चेंबरच्या सुरुवातीच्या बिंदूपासून खालच्या दिशेने किमी, आणि ब्रँच लाइनची मॉनिटरिंग रेंज आहे 35 ट्रान्समिशन स्टेशनच्या प्रारंभ बिंदूपासून डाउनस्ट्रीम किमी.

नैसर्गिक वायू गळती मॉनिटरिंग सिस्टमचे बांधकाम

तापमान निरीक्षण प्रणाली समाविष्टीत आहे 2 फायबर ऑप्टिक तापमान मापन होस्ट, 1 सर्व्हर (प्रदर्शनासह), 1 स्विच, सिग्नल प्रक्रिया आणि विश्लेषण सॉफ्टवेअर, इ. द 2 फायबर ऑप्टिक तापमान मापन होस्ट अनुक्रमे झडप खोली आणि वितरण स्टेशन मध्ये व्यवस्था आहेत, आणि वितरण स्टेशनमध्ये सर्व्हर आणि स्विचची व्यवस्था केली जाते. मापन लूप तयार करण्यासाठी त्याच खंदकात आधीच घातलेल्या कम्युनिकेशन ऑप्टिकल केबल्समधील 2-कोर ऑप्टिकल फायबर वापरणे, ऑप्टिकल तंतूंच्या आसपास तापमान बदलांचे रिअल-टाइम सेन्सिंग आणि ते फायबर ऑप्टिक तापमान मापन होस्टवर प्रसारित करणे; फायबर ऑप्टिक तापमान मापन होस्ट थेट डिमॉड्युलेशनसाठी पाइपलाइनसह ऑप्टिकल सिग्नल प्राप्त करतो आणि त्यावर प्रक्रिया करतो, आणि डिमॉड्युलेटेड डेटा सर्व्हरवर अपलोड करते. सिग्नल प्रक्रिया आणि विश्लेषण सॉफ्टवेअर गणना केल्यानंतर, जर तापमान अलार्म थ्रेशोल्डपेक्षा जास्त असेल, तापमान अलार्म आणि स्थिती प्रदर्शित केली जाईल.

तापमान निरीक्षण प्रणालीची स्थापना आणि डीबगिंग सुरू होईल. बांधकाम कालावधी दरम्यान वेल्डिंग जोड्यांच्या समन्वय डेटा आणि कम्युनिकेशन ऑप्टिकल केबल्सच्या बांधकाम डेटावर आधारित, केबल विहिरीतील सर्व केबल लांबी आणि केबल एंट्रीची लांबी वजा केली जाईल. किमान त्रुटी सुनिश्चित करण्यासाठी केबल मायलेज पाइपलाइन मायलेजसह संरेखित केले जाईल

फायबर ऑप्टिक तापमान सेन्सर, बुद्धिमान निरीक्षण प्रणाली, चीनमध्ये वितरित फायबर ऑप्टिक निर्माता