加拿大Roctest產(chǎn)品工程案例6：

工藝中的光纖泄漏檢測(cè)以及加工廠工藝安全監(jiān)測(cè)

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檢測(cè)有害介質(zhì)管道中任何泄漏的精確位置并在整個(gè)管道網(wǎng)絡(luò)中提供完全完整性的最可靠方法，確保高效、安全和可靠的運(yùn)行。

l分布式光纖傳感器

l管道連續(xù)長(zhǎng)度上的泄漏檢測(cè)

l乙烯、氫氣 (H)、液化天然氣 (LNG)、液化石油氣（LPG）、氨氣 (NH)、氧氣及其他冷凍氣體

l清晰指示泄漏及其位置

l適用于危險(xiǎn)區(qū)域 (ATEX 認(rèn)證)

l固有防爆安全

l抗電磁干擾

l適用于長(zhǎng)距離管道（如碼頭及輸出管線）或密集區(qū)域（如生產(chǎn)區(qū)）

l適用于室外、埋地（管溝）、水平定向鉆鋪設(shè)管道

l適用于現(xiàn)有管道（任何管徑）的改造

l支持不停機(jī)維護(hù)

l可在瞬變工況下運(yùn)行

l高空間分辨率（1米）與泄漏檢測(cè)能力

l高可靠性與置信度（安全完整性等級(jí) SIL 2）

光纖泄漏檢測(cè)是現(xiàn)代安全儀表系統(tǒng) (SIS) 的組成部分，集成于工廠集散控制系統(tǒng) (DCS) / 數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng) (SCADA) 中，使其能夠滿足危險(xiǎn)與可操作性(HAZOP) 分析所設(shè)定的要求。

管道泄漏可能有多種起因，例如腐蝕、疲勞、材料缺陷、沖擊、異常溫度、極端壓力，或由地面移動(dòng)引起的過(guò)度變形。對(duì)于氨氣，泄漏可通過(guò)因泄漏的液氨及其蒸發(fā)氣體蒸發(fā)導(dǎo)致的溫度快速下降而被檢測(cè)到。這些局部溫度異?？赏ㄟ^(guò)光纖分布式溫度傳感系統(tǒng)可靠地檢測(cè)出來(lái)。該系統(tǒng)能夠檢測(cè)低至 0.1°C 分辨率、具有 1 米空間分辨率和 10 秒響應(yīng)時(shí)間的溫度變化。一根光纖電纜沿整個(gè)冷凍管道敷設(shè)在其下方，并連接到測(cè)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)可自動(dòng)識(shí)別作為泄漏征兆的溫度異常，并發(fā)出警報(bào)，以便在受影響的管段啟動(dòng)適當(dāng)?shù)膽?yīng)急響應(yīng)措施。

 

氨氣管道上的光纖泄漏檢測(cè)傳感電纜安裝

 

DiView 圖形用戶(hù)界面

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現(xiàn)有的技術(shù)局限性

泄漏往往在泄漏量很大時(shí)才能被發(fā)現(xiàn)。此時(shí)，可能已經(jīng)造成了重大的環(huán)境損害。即使傳統(tǒng)系統(tǒng)檢測(cè)到泄漏，它們也無(wú)法精確定位泄漏點(diǎn)，這會(huì)導(dǎo)致進(jìn)一步的延誤，并因產(chǎn)品損失而產(chǎn)生額外費(fèi)用。

嗅探器和熱成像儀通常維護(hù)成本高昂，并且需要安裝大量設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)良好的覆蓋水平和較小的泄漏檢測(cè)性能。某些泄漏檢測(cè)和巡檢系統(tǒng)是間歇性使用的。如果在兩次巡檢之間發(fā)生泄漏，則無(wú)法檢測(cè)到，此時(shí)可能已超過(guò)臨界安全水平。

光纖泄漏檢測(cè) 

利用分布式光纖傳感進(jìn)行管道泄漏檢測(cè)的基本原理依賴(lài)于一個(gè)簡(jiǎn)單的概念：當(dāng)泄漏發(fā)生在管道沿線的特定位置時(shí)，管道周?chē)臏囟确植紩?huì)發(fā)生變化。這種溫度變化在空間上（泄漏點(diǎn)周?chē)鷶?shù)米范圍內(nèi)）是局部的，時(shí)間上（泄漏發(fā)生時(shí)）是瞬間的。管道周?chē)鷾囟葦_動(dòng)的根源取決于管道的類(lèi)型及其周?chē)h(huán)境。 

 

當(dāng)介質(zhì)從管道泄漏時(shí)，因其與環(huán)境條件的差異或焦耳-湯姆遜

在輸送氣體或液化氣體的管道中，當(dāng)泄漏發(fā)生在傳感光纜沿線的某個(gè)位置時(shí)，分布式溫度傳感系統(tǒng) (DTS) 將檢測(cè)到局部溫度驟降或“冷點(diǎn)”。流經(jīng)管道的氣態(tài)物質(zhì)因通過(guò)泄漏管段的壓力釋放而被冷卻，進(jìn)而冷卻該管段及其周?chē)鷧^(qū)域。在輸送氣體的管道（例如輸送水蒸氣的管道）發(fā)生泄漏時(shí)，也有可能觀察到“熱點(diǎn)”。

在輸送液體的管道中，當(dāng)泄漏發(fā)生在傳感光纜沿線的某個(gè)位置時(shí)，DTS 系統(tǒng)將檢測(cè)到局部溫度驟升或“熱點(diǎn)”。流經(jīng)管道的液態(tài)物質(zhì)通常比傳感光纜鄰近的結(jié)構(gòu)物（如土壤）溫度更高，因此當(dāng)液體逸出管道時(shí)，會(huì)加熱這些結(jié)構(gòu)物。在液體輸送管道發(fā)生泄漏的情況下（例如，若輸送的液體溫度低于環(huán)境溫度），也有可能觀察到“冷點(diǎn)”。

 

沿管道鋪設(shè)路徑安裝的光纖泄漏檢測(cè)系統(tǒng)

 

優(yōu) 勢(shì)

對(duì)健康、安全與環(huán)境 (HSE) 管理的益處：

?提升基礎(chǔ)設(shè)施和人員的安全性

?通過(guò)減少停機(jī)時(shí)間增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性

?降低環(huán)境破壞風(fēng)險(xiǎn)

?提高生產(chǎn)效率

在運(yùn)營(yíng)層面的益處： 

?泄漏將被快速檢測(cè)到，從而最大限度降低對(duì)操作人員、周邊社區(qū)及環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。

?用于泄漏檢測(cè)的光信號(hào)功率極低，無(wú)法引燃可燃?xì)怏w，因此適用于危險(xiǎn)區(qū)域。

?傳感元件為無(wú)源光纖電纜，設(shè)計(jì)壽命超過(guò) 30 年，維護(hù)成本極低。

?可檢測(cè)微量泄漏，從而在泄漏擴(kuò)大并可能引發(fā)重大災(zāi)難之前及早采取行動(dòng)。

?系統(tǒng)完全自動(dòng)化，可降低運(yùn)營(yíng)成本并減少人為失誤風(fēng)險(xiǎn)。它可使用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議（電氣繼電器、OPC、 Modbus）與現(xiàn)有 SCADA 系統(tǒng)和工業(yè)控制系統(tǒng)對(duì)接。

可靠性與可用性

對(duì)于諸如有毒氣體泄漏檢測(cè)等關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用，為確保此類(lèi)系統(tǒng)的可靠性和高可用性，可采用多種策略。光纖通常安裝在光纜內(nèi)部以提供機(jī)械保護(hù)，同時(shí)確保盡可能低的熱隔離。用于提高可靠性和可用性的附加策略包括：

?使用環(huán)形光纜：將傳感光纜的兩端分別連接到解調(diào)儀的不同通道。

?使用包含多根光纖的光纜：

?沿同一管道使用多條光纜：

?使用兩臺(tái)解調(diào)儀：分別連接到同一光纜中的不同光纖或連接到不同的光纜，從而實(shí)現(xiàn) 2oo2（2取2）表決機(jī)制。

配備兩臺(tái)解調(diào)儀和環(huán)形光纖的冗余配置

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置信等級(jí) / 安全完整性

該通過(guò)SIL認(rèn)證的泄漏檢測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)完全集成的解決方案，可提供業(yè)界領(lǐng)先的性能指標(biāo)。

獲得專(zhuān)利的ATTS（自動(dòng)跳閘測(cè)試系統(tǒng)）完全獨(dú)立于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對(duì)性能進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)SIL 2可用性。該系統(tǒng)具備完備的報(bào)警功能，并便于連接至主分布式控制系統(tǒng)。站點(diǎn)級(jí)完整性泄漏檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用于安全關(guān)鍵型應(yīng)用。

 

ATTS 框圖（陰影區(qū)域?yàn)?ATTS）

安裝程序靈活多樣；支持容器熱圖測(cè)繪，適用于任何管道布置的泄漏檢測(cè)

系統(tǒng)組件

光纖泄漏檢測(cè)系統(tǒng)基于傳感光纜、測(cè)量?jī)x表和數(shù)據(jù)處理軟件的結(jié)合。

提供適用于不同溫度傳感（低溫、常溫和高溫）的專(zhuān)用光纜；這些光纜設(shè)計(jì)用于安裝在管道表面或其鄰近區(qū)域。

分布式溫度 (DiTemp) 測(cè)量?jī)x表可測(cè)量長(zhǎng)度最長(zhǎng)可達(dá) 2 x 30 公里（上下游各 30 公里）的傳感光纜，具備最快的測(cè)量速度，并在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn) 0.1°C 的溫度分辨率。

提供適用于氣體、液體及多相流管道泄漏檢測(cè)的軟件包，可在用戶(hù)友好型界面中顯示并導(dǎo)出測(cè)量結(jié)果，并在檢測(cè)到異常狀況時(shí)生成告警?？衫?/span> GIS 地圖高亮顯示事件（如泄漏）的精確位置。

該系統(tǒng)提供智能且魯棒（抗干擾性強(qiáng)）的泄漏檢測(cè)告警，不受外部擾動(dòng)（電磁場(chǎng)、雷擊、潮濕、雨水等）的影響。

  

機(jī)柜內(nèi)模塊化組裝 - 多通道配置：提供 4、8 和 16 通道復(fù)用器模塊可選，以提升系統(tǒng)靈活性

 

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NOVA METRIX

加拿大Roctest公司與Smartec公司為同一集團(tuán) NOVA METRIX下的不同品牌。 NOVA METRIX是集研發(fā)、制造一體的供應(yīng)商，專(zhuān)注于基于振弦式與光纖傳感器的創(chuàng)新傳感技術(shù)，服務(wù)于巖土和結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)儀器領(lǐng)域。

瑞科儀器與NOVA METRIX合作提供一系列完整的基于傳統(tǒng)傳感器的解決方案，涵蓋從極為耐用的傳統(tǒng)振弦式技術(shù)，到用于巖土工程測(cè)量與監(jiān)測(cè)以及關(guān)鍵資產(chǎn)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)（SHM）的尖端光纖技術(shù)。這些關(guān)鍵資產(chǎn)包括：水壩、隧道、礦山、建筑物、橋梁、核電站以及眾多難以盡述的其他結(jié)構(gòu)物。

此外，我們還提供種類(lèi)廣泛的旁壓儀、巖石膨脹計(jì)，以及用于土壤和巖石的室內(nèi)及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試設(shè)備。

 

服 務(wù)

l系統(tǒng)設(shè)計(jì)

l安裝、操作和維護(hù)

l數(shù)據(jù)管理

l數(shù)據(jù)分析

 

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相關(guān)配件

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適用工程項(xiàng)目

l尾礦壩

l大壩和堤壩的光纖檢漏

l大壩和堤防安全監(jiān)測(cè)

l隧道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)

l橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)

l建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)

l歷史遺跡監(jiān)測(cè)

l巖土和結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)

l核電站監(jiān)測(cè)

l隧道內(nèi)光纖運(yùn)動(dòng)檢測(cè)

l化學(xué)工廠的光纖泄漏檢測(cè)

l管道的光纖滲漏檢測(cè)

l儲(chǔ)存設(shè)施監(jiān)測(cè)