[发明专利]一种油气储罐监测用分布式光纤感温探测器及控制方法

说明书

本发明公开了一种油气储罐监测用分布式光纤感温探测器，包括第一测量主机、感温光缆Ⅰ、感温光缆Ⅱ和监测软件，第一测量主机设有4个测量通道，感温光缆Ⅰ从第一测量主机的测量通道1引出，依次沿着储罐A1、储罐A2、……、储罐An敷设，并返回至第一测量主机的测量通道2；感温光缆Ⅱ从第一测量主机的测量通道3引出，依次沿着储罐B1、储罐B2、……、储罐Bn敷设，并返回至第一测量主机的测量通道4；监测软件实时获得第一测量主机的工作状态并控制第一测量主机的测量通道。本发明通过感温光缆的敷设与结构设计、测量主机及测量通道的控制，实现监测对象的低成本、快响应、高可靠的分布式在线监测。

技术领域

本发明涉及一种分布式光纤探测器，尤其是涉及一种高可靠的油气储罐监测用分布式光纤感温探测器及控制方法。

背景技术

随着中国经济持续快速发展，我国已经成为仅次于美国的世界第二大石油消费国，战略石油储备也已成为国家能源安全体系最重要的一个环节。随着原油、成品油储量的增加，国内大型油库、油罐区越来越多。油品储运安全一直是石化行业各级部门和企业高度重视的问题。

目前我国在建的石油储备库主要采用大型浮顶油罐储油。浮顶油罐顶部采用二次密封技术，但并非完全密封，存在少量油气从密封圈泄露出来的可能，这些泄漏的油气在太阳高温、雷击等自然情况下易发生火灾。对于液化天然气，主要采用球罐储存，液化天然气泄漏后会造成泄漏处的温度降低，遇到明火会燃烧甚至产生爆炸。国家标准《石油储备库设计规范GB50737-2011》第8.6.2明确规定，在油罐上应设置火灾自动探测装置，并应根据消防灭火系统联动控制要求划分火灾探测器的探测区域。当采用光纤型感温探测器时，光纤感温探测器应设置在油罐浮盘二次密封圈的上面。目前，浮顶油罐火情监测主要采用准分布式的光纤光栅测温系统，一个油罐配备一套光纤光栅测温系统。光纤光栅测温系统由信号解调仪、光纤光栅传感器串以及软件等组成，其中光纤光栅传感器串是利用熔接的方式将一个一个光纤光栅温度传感器串联而成，光纤光栅温度传感器一般是每隔3m设置一个。相邻两个光纤光栅温度传感器之间的区域，为通讯光缆，无传感元件，属于监测盲区；另外，受热胀冷缩以及浸水影响，熔接点的可靠性较差，容易造成光纤光栅传感器串断纤故障，部分甚至全部监测区域缺失；并且光纤光栅测温系统的信号解调仪的可靠性较差、故障率较高，一旦失效将造成整个油气储罐监控缺失。对于油气储罐应用，光纤光栅测温方案的弊端较为明显。

分布式光纤感温探测器是一种利用拉曼散射效应和光时域/频域反射原理设计的光纤感温探测器，属于新一代线型光纤感温探测器，其直接采用光纤作为传感器，无需额外的测温元件，能实现光纤沿线上任何一点的温度分布式测量，无测量盲区，与准分布式光纤光栅测温系统相比，监测信息更加丰富，传感器更加可靠。由于分布式光纤感温探测器的成本较高，为了充分利用探测器的性能并且降低单位油气储罐的监测成本，需要增加分布式光纤感温探测器的测量距离和测量通道。根据现行国家标准，用于消防报警的分布式光纤感温探测器最高可以实现4个通道、每个通道2.5km的技术规格。由于各测量通道之间是利用开光关切换的方式进行巡回测量，因此对于多个测量通道的分布式光纤感温探测器，总的测量时间较长。由于油气储罐的经济价值高、意义重大，因此需要在最短的时间内对温度异常进行探测报警，并且对油气储罐监测用的光纤感温探测器的可靠性和完备性要求也高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种低成本、快响应、高可靠的油气储罐监测用分布式光纤感温探测器以及控制方法。