基于分布式光纤测温方法的LNG储罐泄漏及冷却温度监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于分布式光纤测温方法的LNG储罐泄漏及冷却温度监测系统。所述监测系统包括敷设于LNG储罐内的测温光纤，所述测温光纤敷设于所述LNG储罐的内罐与外罐之间的环形空间以及所述内罐沿轴向方向的外壁上；所述测温光纤从所述LNG储罐的罐顶引出后与光纤测温主机相连接，所述光纤测温主机为所述测温光纤提供输入光源，以及对所述测温光纤输出的反射光信号进行分析；所述光纤测温主机与显示屏上位机和/或集中控制系统相连接。本实用新型专利技术采用分布式光纤测温技术，可以取代大量点式传感器，实现全面覆盖，对泄漏点能够实时快速的监测，并能准确定位泄漏点。

【技术实现步骤摘要】
基于分布式光纤测温方法的LNG储罐泄漏及冷却温度监测系统
本技术涉及一种基于分布式光纤测温方法的LNG储罐泄漏及冷却温度监测系统。
技术介绍
天然气液化、LNG运输、大型接收终端及小型中转站、卫星站等各个环节都存在一定数量和不同规模的LNG储罐。储罐泄漏是一种隐性风险，会引起火灾与爆炸，将影响LNG产业链的发展与延伸，不仅造成巨大的资产损失，也将造成恶劣的社会影响。LNG储罐作为低温液体的大型储存装置，在过量充注、内罐破裂或地震时可能会发生泄漏，LNG从内罐泄漏至环形空间，与罐底、热保护边角(TCP)及罐壁直接接触，若不及时发现可能造成大量泄漏，进而影响储罐上部混凝土外壁的传热特性。传统的点式传感器监测方法是通过测量电阻变化实现的，就必须形成一个测量的回路，而且只有检测探头接触的点，才能被检测到，因此无法实时快速的监测泄漏，无法全面覆盖，当发现泄漏后也无法准确定位。当测量点数较大时，由于每个卡件测量通道有限，需要配置多个，同时需要一个总控制器读取所有数据，组网复杂，布线安装难度增大。传统的点式传感器监测方法后期维护困难，维护成本也较高；无法避免电气老化，使用寿命约10年左右，远低于一般LNG站场的设计寿命；本身是弱电信号，极易受到电磁干扰，影响测量性能的稳定性。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于分布式光纤测温方法的LNG储罐泄漏及冷却温度监测系统，本技术克服了目前点式温度传感器无法提早监测泄漏、无法全面覆盖、无法准确定位的问题和弊端，同时为LNG储罐的冷却提供更加丰富的温度特性测量信息。本技术提供的基于分布式光纤测温方法的LNG储罐泄漏及冷却温度监测系统包括敷设于LNG储罐内的测温光纤，所述测温光纤敷设于所述LNG储罐的内罐与外罐之间的环形空间以及所述内罐沿轴向方向的外壁上；所述测温光纤从所述LNG储罐的罐顶引出后与光纤测温主机相连接，所述光纤测温主机为所述测温光纤提供输入光源，以及对所述测温光纤输出的反射光信号进行分析；所述光纤测温主机与显示屏上位机和/或集中控制系统相连接。上述基于分布式光纤测温方法的LNG储罐泄漏及冷却温度监测系统中，所述测温光纤为分布式测温光纤。上述基于分布式光纤测温方法的LNG储罐泄漏及冷却温度监测系统中，所述测温光纤的光纤结构为层绞松套管结构。上述基于分布式光纤测温方法的LNG储罐泄漏及冷却温度监测系统中，所述光纤测温主机上设置有TCP/IP通信接口、USB接口、串行RS232通信接口和串行RS485通信接□。上述基于分布式光纤测温方法的LNG储罐泄漏及冷却温度监测系统中，所述光纤测温主机通过所述TCP/IP通信接口与所述显示屏上位机相连接。上述基于分布式光纤测温方法的LNG储罐泄漏及冷却温度监测系统中，所述光纤测温主机通过所述串行RS232通信接口或所述串行RS485通信接口与集中控制系统相连接。上述基于分布式光纤测温方法的LNG储罐泄漏及冷却温度监测系统中，所述监测系统包括2根所述测温光纤，一用一备；所述测温光纤敷设于所述LNG储罐的内罐与外罐之间的环形空间的底部。本技术具有如下优点:(I)采用分布式光纤测温技术，可以取代大量点式传感器，实现全面覆盖，对泄漏点能够实时快速的监测，并能准确定位泄漏点；避免传统方案因监测储罐数量多而导致的布线困难、组网工作量大的问题，分布式测温光纤使用寿命长、降低长期维护成本，且不受各种电磁干扰、保证测温系统的稳定性。(2)分布式光纤测温主机搭配功能丰富的监控软件，可实时呈现监测空间的布局图，显示当前采集得到的实时温度，并可以颜色进行表征，显示各回路报警指标的当前量值；可以进行泄漏报警，根据用户要求设置泄漏报警，并可对被监控的空间按段设置不同分区，对不同的部位进行不同标准的监控；可设置多级绝对温度报警和多级温差报警，或是两者的结合，基本消除误报；可以定位报警位置，并且记录报警数据；可进行光纤断裂报警，当出现光纤断裂时报警，显示断裂位置。(3)在线监测主机配置有TCP/IP、USB、串行RS232、串行RS485通信接口，可以与集中控制系统实现数据交换和信息传输。【附图说明】图1为本技术中分布式测温光纤在LNG储罐上的布置示意图；图2为本技术监测系统的结构示意图；图3为本技术分布式测温的原理图。图中各标记如下:I激光源；2光学系统；3传输光纤；4滤光器；5分光器；6混频器；7平均累加器；8微处理器；9频率发生器；10激光驱动器；11接口；12分布式测温光纤；13光纤接线箱；14分布式测温光纤主机；15显示屏上位机；16USB接口 ；17集中控制系统；18内罐；19外罐。【具体实施方式】下面结合附图对本技术做进一步说明，但本技术并不局限于以下实施例。如图1和图2所示，本技术提供的基于分布式光纤测温方法的LNG储罐泄漏及冷却温度监测系统包括敷设于LNG储罐内的分布式测温光纤12，其敷设于LNG储罐的内罐18与外罐19之间的环形空间以及内罐18沿轴向方向的外壁上，且敷设于环形空间的分布式测温光纤12部分位于LNG储罐的底部。分布式光纤测温主机14的第一个通道由传输光纤3接入第一个储罐的接线箱，与分布式测温光纤12相连接。分布式测温光纤12从罐顶管嘴进入，然后沿着罐壁往下敷设，到罐底后分布式测温光纤12沿LNG罐底部环形空间敷设一周，然后沿着罐壁往上返回敷设，最后从罐顶管嘴出去。分布式测温光纤12从第一个储罐出来以后继续进入第二储罐的管嘴，以相同的布置方式从第二个储罐的管嘴引出测温光纤后，连接至罐顶的光纤接线箱13，再由传输光纤3接入分布式光纤测温主机14的第二通道。本技术监测系统中，分布式测温光纤12采取冗余配置，在罐区内以同样的方式敷设两个相同规格的测温光纤回路，一用一备。如图3所示，分布式光纤测温主机14由微处理器8、光器件(滤光器4、分光器5、混频器6、平均累加器7和频率发生器9)和激光源10等部分组成，它们被集成在机箱内，主要用于整个系统的参数配置、信号采集、信号分析和分析结果输出等功能。主机14配备2个通道，每个通道可以连接4km以上的测温光纤。为了保证泄露检测的可靠性，系统采用双端测量模式。两个通道分别从两个方向对同一根光纤进行测量，对测量结果进行校正，得到更加准确的温度测量值。本技术监测系统中，分布式光纤测温主机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，分布式光纤测温主机14通过TCP/IP通信接口与显示屏上位机15相连接，通过串行RS232通信接口或串行RS485通信接口与集中控制系统17相连接。通过上面的设置，可以通过显示屏上位机15直观显示所有被测量的数值，以方便操作人员读取，也可通过标准通信接口将温度测量值传送给集中控制系统。还可以在显示屏上位机15上安装配套有一套可视化监控软件，能够实时显示LNG储罐温度分布图以及报警信号。本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于分布式光纤测温方法的LNG储罐泄漏及冷却温度监测系统，其特征在于：所述监测系统包括敷设于LNG储罐内的测温光纤，所述测温光纤敷设于所述LNG储罐的内罐与外罐之间的环形空间以及所述内罐沿轴向方向的外壁上；所述测温光纤从所述LNG储罐的罐顶引出后与光纤测温主机相连接，所述光纤测温主机为所述测温光纤提供输入光源，以及对所述测温光纤输出的反射光信号进行分析；所述光纤测温主机与显示屏上位机和/或集中控制系统相连接。

【技术特征摘要】
1.基于分布式光纤测温方法的LNG储罐泄漏及冷却温度监测系统，其特征在于:所述监测系统包括敷设于LNG储罐内的测温光纤，所述测温光纤敷设于所述LNG储罐的内罐与外罐之间的环形空间以及所述内罐沿轴向方向的外壁上；所述测温光纤从所述LNG储罐的罐顶引出后与光纤测温主机相连接，所述光纤测温主机为所述测温光纤提供输入光源，以及对所述测温光纤输出的反射光信号进行分析； 所述光纤测温主机与显示屏上位机和/或集中控制系统相连接。2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于:所述测温光纤为分布式测温光纤。3.根据权利要求2所述的监测系统，其特征在于:所述测温光纤的光纤结构为层绞松...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘冰，王洁，毕晓星，吴健宏，王超，高放，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海石油气电集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：北京;11