基于分布式光纖測(cè)溫方法的lng儲(chǔ)罐泄漏及冷卻溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于分布式光纖測(cè)溫方法的LNG儲(chǔ)罐泄漏及冷卻溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括敷設(shè)于LNG儲(chǔ)罐內(nèi)的測(cè)溫光纖，所述測(cè)溫光纖敷設(shè)于所述LNG儲(chǔ)罐的內(nèi)罐與外罐之間的環(huán)形空間以及所述內(nèi)罐沿軸向方向的外壁上；所述測(cè)溫光纖從所述LNG儲(chǔ)罐的罐頂引出后與光纖測(cè)溫主機(jī)相連接，所述光纖測(cè)溫主機(jī)為所述測(cè)溫光纖提供輸入光源，以及對(duì)所述測(cè)溫光纖輸出的反射光信號(hào)進(jìn)行分析；所述光纖測(cè)溫主機(jī)與顯示屏上位機(jī)和/或集中控制系統(tǒng)相連接。本實(shí)用新型采用分布式光纖測(cè)溫技術(shù)，可以取代大量點(diǎn)式傳感器，實(shí)現(xiàn)全面覆蓋，對(duì)泄漏點(diǎn)能夠?qū)崟r(shí)快速的監(jiān)測(cè)，并能準(zhǔn)確定位泄漏點(diǎn)。
【專利說明】基于分布式光纖測(cè)溫方法的LNG儲(chǔ)罐泄漏及冷卻溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于分布式光纖測(cè)溫方法的LNG儲(chǔ)罐泄漏及冷卻溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]天然氣液化、LNG運(yùn)輸、大型接收終端及小型中轉(zhuǎn)站、衛(wèi)星站等各個(gè)環(huán)節(jié)都存在一定數(shù)量和不同規(guī)模的LNG儲(chǔ)罐。儲(chǔ)罐泄漏是一種隱性風(fēng)險(xiǎn)，會(huì)引起火災(zāi)與爆炸，將影響LNG產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展與延伸，不僅造成巨大的資產(chǎn)損失，也將造成惡劣的社會(huì)影響。LNG儲(chǔ)罐作為低溫液體的大型儲(chǔ)存裝置，在過量充注、內(nèi)罐破裂或地震時(shí)可能會(huì)發(fā)生泄漏，LNG從內(nèi)罐泄漏至環(huán)形空間，與罐底、熱保護(hù)邊角(TCP)及罐壁直接接觸，若不及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能造成大量泄漏，進(jìn)而影響儲(chǔ)罐上部混凝土外壁的傳熱特性。
[0003]傳統(tǒng)的點(diǎn)式傳感器監(jiān)測(cè)方法是通過測(cè)量電阻變化實(shí)現(xiàn)的，就必須形成一個(gè)測(cè)量的回路，而且只有檢測(cè)探頭接觸的點(diǎn)，才能被檢測(cè)到，因此無法實(shí)時(shí)快速的監(jiān)測(cè)泄漏，無法全面覆蓋，當(dāng)發(fā)現(xiàn)泄漏后也無法準(zhǔn)確定位。當(dāng)測(cè)量點(diǎn)數(shù)較大時(shí)，由于每個(gè)卡件測(cè)量通道有限，需要配置多個(gè)，同時(shí)需要一個(gè)總控制器讀取所有數(shù)據(jù)，組網(wǎng)復(fù)雜，布線安裝難度增大。傳統(tǒng)的點(diǎn)式傳感器監(jiān)測(cè)方法后期維護(hù)困難，維護(hù)成本也較高；無法避免電氣老化，使用壽命約10年左右，遠(yuǎn)低于一般LNG站場(chǎng)的設(shè)計(jì)壽命；本身是弱電信號(hào)，極易受到電磁干擾，影響測(cè)量性能的穩(wěn)定性。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種基于分布式光纖測(cè)溫方法的LNG儲(chǔ)罐泄漏及冷卻溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，本實(shí)用新型克服了目前點(diǎn)式溫度傳感器無法提早監(jiān)測(cè)泄漏、無法全面覆蓋、無法準(zhǔn)確定位的問題和弊端，同時(shí)為L(zhǎng)NG儲(chǔ)罐的冷卻提供更加豐富的溫度特性測(cè)量信息。
[0005]本實(shí)用新型提供的基于分布式光纖測(cè)溫方法的LNG儲(chǔ)罐泄漏及冷卻溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括敷設(shè)于LNG儲(chǔ)罐內(nèi)的測(cè)溫光纖，所述測(cè)溫光纖敷設(shè)于所述LNG儲(chǔ)罐的內(nèi)罐與外罐之間的環(huán)形空間以及所述內(nèi)罐沿軸向方向的外壁上；所述測(cè)溫光纖從所述LNG儲(chǔ)罐的罐頂引出后與光纖測(cè)溫主機(jī)相連接，所述光纖測(cè)溫主機(jī)為所述測(cè)溫光纖提供輸入光源，以及對(duì)所述測(cè)溫光纖輸出的反射光信號(hào)進(jìn)行分析；
[0006]所述光纖測(cè)溫主機(jī)與顯示屏上位機(jī)和/或集中控制系統(tǒng)相連接。
[0007]上述基于分布式光纖測(cè)溫方法的LNG儲(chǔ)罐泄漏及冷卻溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，所述測(cè)溫光纖為分布式測(cè)溫光纖。
[0008]上述基于分布式光纖測(cè)溫方法的LNG儲(chǔ)罐泄漏及冷卻溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，所述測(cè)溫光纖的光纖結(jié)構(gòu)為層絞松套管結(jié)構(gòu)。
[0009]上述基于分布式光纖測(cè)溫方法的LNG儲(chǔ)罐泄漏及冷卻溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，所述光纖測(cè)溫主機(jī)上設(shè)置有TCP/IP通信接口、USB接口、串行RS232通信接口和串行RS485通信接□。
[0010]上述基于分布式光纖測(cè)溫方法的LNG儲(chǔ)罐泄漏及冷卻溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，所述光纖測(cè)溫主機(jī)通過所述TCP/IP通信接口與所述顯示屏上位機(jī)相連接。
[0011]上述基于分布式光纖測(cè)溫方法的LNG儲(chǔ)罐泄漏及冷卻溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，所述光纖測(cè)溫主機(jī)通過所述串行RS232通信接口或所述串行RS485通信接口與集中控制系統(tǒng)相連接。
[0012]上述基于分布式光纖測(cè)溫方法的LNG儲(chǔ)罐泄漏及冷卻溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括2根所述測(cè)溫光纖，一用一備；
[0013]所述測(cè)溫光纖敷設(shè)于所述LNG儲(chǔ)罐的內(nèi)罐與外罐之間的環(huán)形空間的底部。
[0014]本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0015](I)采用分布式光纖測(cè)溫技術(shù)，可以取代大量點(diǎn)式傳感器，實(shí)現(xiàn)全面覆蓋，對(duì)泄漏點(diǎn)能夠?qū)崟r(shí)快速的監(jiān)測(cè)，并能準(zhǔn)確定位泄漏點(diǎn)；避免傳統(tǒng)方案因監(jiān)測(cè)儲(chǔ)罐數(shù)量多而導(dǎo)致的布線困難、組網(wǎng)工作量大的問題，分布式測(cè)溫光纖使用壽命長(zhǎng)、降低長(zhǎng)期維護(hù)成本，且不受各種電磁干擾、保證測(cè)溫系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0016](2)分布式光纖測(cè)溫主機(jī)搭配功能豐富的監(jiān)控軟件，可實(shí)時(shí)呈現(xiàn)監(jiān)測(cè)空間的布局圖，顯示當(dāng)前采集得到的實(shí)時(shí)溫度，并可以顏色進(jìn)行表征，顯示各回路報(bào)警指標(biāo)的當(dāng)前量值；可以進(jìn)行泄漏報(bào)警，根據(jù)用戶要求設(shè)置泄漏報(bào)警，并可對(duì)被監(jiān)控的空間按段設(shè)置不同分區(qū)，對(duì)不同的部位進(jìn)行不同標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)控；可設(shè)置多級(jí)絕對(duì)溫度報(bào)警和多級(jí)溫差報(bào)警，或是兩者的結(jié)合，基本消除誤報(bào)；可以定位報(bào)警位置，并且記錄報(bào)警數(shù)據(jù)；可進(jìn)行光纖斷裂報(bào)警，當(dāng)出現(xiàn)光纖斷裂時(shí)報(bào)警，顯示斷裂位置。
[0017](3)在線監(jiān)測(cè)主機(jī)配置有TCP/IP、USB、串行RS232、串行RS485通信接口，可以與集中控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和信息傳輸。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型中分布式測(cè)溫光纖在LNG儲(chǔ)罐上的布置示意圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本實(shí)用新型分布式測(cè)溫的原理圖。
[0021]圖中各標(biāo)記如下:
[0022]I激光源；2光學(xué)系統(tǒng)；3傳輸光纖；4濾光器；5分光器；6混頻器；7平均累加器；8微處理器；9頻率發(fā)生器；10激光驅(qū)動(dòng)器；11接口；12分布式測(cè)溫光纖；13光纖接線箱；14分布式測(cè)溫光纖主機(jī)；15顯示屏上位機(jī)；16USB接口 ；17集中控制系統(tǒng)；18內(nèi)罐；19外罐。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明，但本實(shí)用新型并不局限于以下實(shí)施例。
[0024]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型提供的基于分布式光纖測(cè)溫方法的LNG儲(chǔ)罐泄漏及冷卻溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括敷設(shè)于LNG儲(chǔ)罐內(nèi)的分布式測(cè)溫光纖12，其敷設(shè)于LNG儲(chǔ)罐的內(nèi)罐18與外罐19之間的環(huán)形空間以及內(nèi)罐18沿軸向方向的外壁上，且敷設(shè)于環(huán)形空間的分布式測(cè)溫光纖12部分位于LNG儲(chǔ)罐的底部。分布式光纖測(cè)溫主機(jī)14的第一個(gè)通道由傳輸光纖3接入第一個(gè)儲(chǔ)罐的接線箱，與分布式測(cè)溫光纖12相連接。分布式測(cè)溫光纖12從罐頂管嘴進(jìn)入，然后沿著罐壁往下敷設(shè)，到罐底后分布式測(cè)溫光纖12沿LNG罐底部環(huán)形空間敷設(shè)一周，然后沿著罐壁往上返回敷設(shè)，最后從罐頂管嘴出去。分布式測(cè)溫光纖12從第一個(gè)儲(chǔ)罐出來以后繼續(xù)進(jìn)入第二儲(chǔ)罐的管嘴，以相同的布置方式從第二個(gè)儲(chǔ)罐的管嘴引出測(cè)溫光纖后，連接至罐頂?shù)墓饫w接線箱13，再由傳輸光纖3接入分布式光纖測(cè)溫主機(jī)14的第二通道。
[0025]本實(shí)用新型監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，分布式測(cè)溫光纖12采取冗余配置，在罐區(qū)內(nèi)以同樣的方式敷設(shè)兩個(gè)相同規(guī)格的測(cè)溫光纖回路，一用一備。
[0026]如圖3所示，分布式光纖測(cè)溫主機(jī)14由微處理器8、光器件(濾光器4、分光器5、混頻器6、平均累加器7和頻率發(fā)生器9)和激光源10等部分組成，它們被集成在機(jī)箱內(nèi)，主要用于整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)配置、信號(hào)采集、信號(hào)分析和分析結(jié)果輸出等功能。主機(jī)14配備2個(gè)通道，每個(gè)通道可以連接4km以上的測(cè)溫光纖。為了保證泄露檢測(cè)的可靠性，系統(tǒng)采用雙端測(cè)量模式。兩個(gè)通道分別從兩個(gè)方向?qū)ν桓饫w進(jìn)行測(cè)量，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行校正，得到更加準(zhǔn)確的溫度測(cè)量值。
[0027]本實(shí)用新型監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，分布式光纖測(cè)溫主機(jī)14配置有TCP/IP通信接口、USB接口 16、串行RS232通信接口、串行RS485通信接口等接口，分布式光纖測(cè)溫主機(jī)14通過TCP/IP通信接口與顯示屏上位機(jī)15相連接，通過串行RS232通信接口或串行RS485通信接口與集中控制系統(tǒng)17相連接。
[0028]通過上面的設(shè)置，可以通過顯示屏上位機(jī)15直觀顯示所有被測(cè)量的數(shù)值，以方便操作人員讀取，也可通過標(biāo)準(zhǔn)通信接口將溫度測(cè)量值傳送給集中控制系統(tǒng)。
[0029]還可以在顯示屏上位機(jī)15上安裝配套有一套可視化監(jiān)控軟件，能夠?qū)崟r(shí)顯示LNG儲(chǔ)罐溫度分布圖以及報(bào)警信號(hào)。
【權(quán)利要求】
1.基于分布式光纖測(cè)溫方法的LNG儲(chǔ)罐泄漏及冷卻溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括敷設(shè)于LNG儲(chǔ)罐內(nèi)的測(cè)溫光纖，所述測(cè)溫光纖敷設(shè)于所述LNG儲(chǔ)罐的內(nèi)罐與外罐之間的環(huán)形空間以及所述內(nèi)罐沿軸向方向的外壁上；所述測(cè)溫光纖從所述LNG儲(chǔ)罐的罐頂引出后與光纖測(cè)溫主機(jī)相連接，所述光纖測(cè)溫主機(jī)為所述測(cè)溫光纖提供輸入光源，以及對(duì)所述測(cè)溫光纖輸出的反射光信號(hào)進(jìn)行分析； 所述光纖測(cè)溫主機(jī)與顯示屏上位機(jī)和/或集中控制系統(tǒng)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述測(cè)溫光纖為分布式測(cè)溫光纖。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述測(cè)溫光纖的光纖結(jié)構(gòu)為層絞松套管結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述光纖測(cè)溫主機(jī)上設(shè)置有TCP/IP通信接口、USB接口、串行RS232通信接口和串行RS485通信接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述光纖測(cè)溫主機(jī)通過所述TCP/IP通信接口與所述顯示屏上位機(jī)相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述光纖測(cè)溫主機(jī)通過所述串行RS232通信接口或所述串行RS485通信接口與集中控制系統(tǒng)相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括2根所述測(cè)溫光纖; 所述測(cè)溫光纖敷設(shè)于所述LNG儲(chǔ)罐的內(nèi)罐與外罐之間的環(huán)形空間的底部。
【文檔編號(hào)】G01M3/00GK203772488SQ201420122590
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】劉冰, 王潔, 畢曉星, 吳健宏, 王超, 高放 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中海石油氣電集團(tuán)有限責(zé)任公司