新鄉(xiāng)輸油處中-洛輸油管線陰極保護(hù)系統(tǒng)改造升級王文濤施

1、新鄉(xiāng)輸油處中洛輸油管線陰極保護(hù)系統(tǒng)改造升級 王文濤 施養(yǎng)琛 陳曉峰前言 新鄉(xiāng)輸油處管轄的中洛管線全長285.6公里,管徑426,始建于1985年,1989年擴(kuò)建,1992年投產(chǎn),設(shè)計(jì)年輸量500萬噸,管道外壁保護(hù)采用三PE和強(qiáng)制電流陰極保護(hù)，沿途設(shè)陰極保護(hù)站7個，陰極保護(hù)電源設(shè)備恒電位儀14臺（一臺工作機(jī)一臺備用機(jī)），型號為PS-1LC輸出功率40V20A,陰極保護(hù)電源設(shè)備恒電位儀的控制和日常管理全由人工完成。中洛輸油管道所經(jīng)地域有平原、山坡、稻田、河灘、村莊地方等,周邊環(huán)境復(fù)雜，給管線陰極保護(hù)管理工作帶來不便，同時也帶來安全隱患，隨著管道陰極保護(hù)技術(shù)的發(fā)展，這種管理模式已不能適應(yīng)現(xiàn)代化輸油管

2、線陰極保護(hù)管理的需要，輸油處在做好日常生產(chǎn)、管理工作的同時，于2011年6月將陰極保護(hù)站陰極保護(hù)電源設(shè)備遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳改造列入重要議程，在遵循總體規(guī)劃、分步實(shí)施的原則，從現(xiàn)有設(shè)備、工藝技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)等多方面進(jìn)行調(diào)研論證，明確了改造的可行性后，開始對陰極保護(hù)電源設(shè)備改造、技術(shù)培訓(xùn)、隊(duì)伍結(jié)構(gòu)調(diào)整等一系列工作。管線7個陰極保護(hù)站陰極保護(hù)電源設(shè)備于2011年8月全部改造完工，改造后成了數(shù)據(jù)化管理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳、遠(yuǎn)控智能化管理，改造后運(yùn)行至今，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，運(yùn)行正常。這次對在役管線陰極保護(hù)系統(tǒng)智能化管理改造成功，對在役管道陰極陰極保護(hù)管理升級，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸、智能化管理有十分重要意義。FJC

3、LDZ管線陰極保護(hù)改造的原則本項(xiàng)目遠(yuǎn)程改造主要工作內(nèi)容結(jié)束語0102030403FJCLDZ管線陰極保護(hù)改造的原則 本工程充分利用現(xiàn)有的資源以經(jīng)濟(jì)效益為中心，以工程質(zhì)量為重點(diǎn)，采用成熟、先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備和合理的工藝流程，以安全、環(huán)保、可靠實(shí)用、經(jīng)濟(jì)作為總體原則，在現(xiàn)有恒電位儀正常工作的前提下，借助現(xiàn)有完整的網(wǎng)絡(luò)通訊平臺，對軟件和硬件兩方面著手進(jìn)行升級。 軟件方面：開發(fā)專用控制系統(tǒng)軟件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)異地控制查詢分析等功能。 硬件方面各站場只需對陰極保護(hù)控制臺進(jìn)行改造，使陰極保護(hù)控制臺帶有數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸和控制，具體詳見以下改造工作內(nèi)容。FJCLDZ本項(xiàng)目遠(yuǎn)程改造主要工作內(nèi)容FJCLDZ1.實(shí)現(xiàn)目標(biāo) 保證現(xiàn)

4、有陰極保護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行； 實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù)設(shè)備電位、電壓、電流傳輸； 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制開關(guān)機(jī)； 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通斷測試功能； 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制恒電位儀電位信號；本項(xiàng)目遠(yuǎn)程改造主要工作內(nèi)容FJCLDZ2.遵循的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)技術(shù)規(guī)范GB/T214482008 埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)參數(shù)測試方法GB/T212462007 埋地或水中金屬管網(wǎng)外腐蝕控制 NACE RP0169-95 石油與石油設(shè)施雷電安全規(guī)范GB15509 爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范GB50058本項(xiàng)目遠(yuǎn)程改造主要工作內(nèi)容FJCLDZ3.遠(yuǎn)程測控軟件主要技術(shù)性能數(shù)字采集統(tǒng)計(jì)分析遠(yuǎn)程控制信息查詢數(shù)字采集 中心控制計(jì)算機(jī)可實(shí)時自動

5、對陰保設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采集結(jié)果同時顯示在顯示器的主窗口上（見圖一），并將采集的數(shù)據(jù)定時存盤，定時存盤的時間間隔可通過軟件進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)某臺陰保設(shè)備的采集數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)將會報警，同時將報警的數(shù)據(jù)存盤，以供日后查詢和統(tǒng)計(jì)。FJCLDZ數(shù)字采集-實(shí)時數(shù)據(jù)及曲線 FJCLDZ信息查詢 按故障信息查詢時，還可根據(jù)時間段以及現(xiàn)場的各臺陰保設(shè)備進(jìn)行查詢；也可按故障類型查詢，故障類型分為輸出開路、過電壓、過電流、過保護(hù)、欠保護(hù)和參比開路等情況。查詢完后，可對查詢結(jié)果進(jìn)行打印。中心控制計(jì)算機(jī)還能查詢陰保設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。FJCLDZ統(tǒng)計(jì)分析 中心控制計(jì)算機(jī)可對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用戶可選擇時間段及現(xiàn)場的

6、機(jī)號進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；一種是陰極保護(hù)月統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)內(nèi)容包括：本月實(shí)際時間、開機(jī)時間、停機(jī)時間、保護(hù)時間、故障時間、過保護(hù)時間、欠保護(hù)時間、輸出開路時間、過電壓時間、過電流時間、保護(hù)率；另一種是陰極保護(hù)參數(shù)統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)內(nèi)容包括：輸出電壓最大最小值、輸出電壓平均值、輸出電流最大最小值、輸出電流平均值、保護(hù)電位最大最小值、保護(hù)電位平均值；還有陰極保護(hù)參數(shù)曲線的統(tǒng)計(jì)顯示，可顯示保護(hù)電位曲線、輸出電流曲線、輸出電壓曲線（見圖二）；以上統(tǒng)計(jì)結(jié)果均可打印出來。FJCLDZ統(tǒng)計(jì)分析-歷史數(shù)據(jù)及曲線 FJCLDZ遠(yuǎn)程控制 FJCLDZ 中心控制計(jì)算機(jī)通過對機(jī)號進(jìn)行選擇后，可對現(xiàn)場任意一臺陰保設(shè)備實(shí)現(xiàn)開、關(guān)機(jī)功能。 中心控制

7、計(jì)算機(jī)通過對機(jī)號進(jìn)行選擇后，可對現(xiàn)場任意一臺陰保設(shè)備實(shí)現(xiàn)“斷電測試”功能，“斷電測試”功能可通過軟件人工啟動或關(guān)閉。 “遠(yuǎn)控給定”功能。中心控制計(jì)算機(jī)可選擇進(jìn)入和退出遠(yuǎn)控給定功能，進(jìn)入時陰保設(shè)備切換至遠(yuǎn)控給定，可遠(yuǎn)程設(shè)定給定電位值03000mV。退出時陰保設(shè)備切換到機(jī)內(nèi)給定。硬件改造 FJCLDZ 陰極保護(hù)站主要設(shè)備是電源設(shè)備，它由工作機(jī)備用機(jī)和控制臺組成，考慮到工程投資的經(jīng)濟(jì)性，本次改造主要工程是對控制臺的改造，使整個陰極保護(hù)系統(tǒng)通過控制臺達(dá)到遠(yuǎn)程傳輸與遠(yuǎn)程控制，達(dá)到智能化管理的目的。硬件改造陰極保護(hù)控制臺主要功能 主要技術(shù)性能與要求陰極保護(hù)控制臺主要功能 FJCLDZ 陰極保護(hù)控制臺，用于

8、外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)中，對站內(nèi)兩臺恒電位儀的投運(yùn)進(jìn)行任意選擇，并能對保護(hù)電位、輸出電流、輸出電壓、交流電壓、耗電量等的參數(shù)進(jìn)行測量，并有保護(hù)電位、輸出電流、輸出電壓、遠(yuǎn)控調(diào)節(jié)控制電位等標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)接口及遠(yuǎn)控通/斷標(biāo)準(zhǔn)接口，遠(yuǎn)傳遠(yuǎn)控信號傳輸方式采用485接口。通訊協(xié)議采用RTU-ModBus。主要技術(shù)性能與要求大氣壓力：86KPa106Kpa使用電源：交流單相AC220V10 50Hz10；工作溫度：1545儲存環(huán)境溫度：4055相對溫度：2090RH；FJCLDZ主要技術(shù)性能與要求-絕緣電阻 FJCLDZ 控制臺電源輸入端子對機(jī)殼的絕緣電阻應(yīng)不小于10 M。 控制臺的“零位接陰”端子分別對“控制臺

9、運(yùn)行信號”端口()、“A機(jī)運(yùn)行信號”端口() 、“B機(jī)運(yùn)行信號”端口() 、“電流信號輸出”端口()、“A機(jī)選機(jī)信號”端口() 、“B機(jī)選機(jī)信號”端口() 、“關(guān)機(jī)信號”端口()、“遠(yuǎn)控通斷信號”端口()的絕緣電阻應(yīng)不小于10 M。主要技術(shù)性能與要求-抗電強(qiáng)度 FJCLDZ 控制臺電源輸入端子對機(jī)殼應(yīng)能承受1500V（有效值）、50Hz的試驗(yàn)電壓，歷時1min，不出現(xiàn)飛弧或擊穿現(xiàn)象?？刂婆_的“零位接陰”端子分別對“控制臺運(yùn)行信號”端口() 、“A機(jī)運(yùn)行信號”端口() 、“B機(jī)運(yùn)行信號”端口() 、“電流信號輸出”端口() 、“A機(jī)選機(jī)信號”端口() 、“B機(jī)選機(jī)信號”端口() 、“關(guān)機(jī)信號”端

10、口() 、“遠(yuǎn)控通斷信號”端口()應(yīng)能承受750V（有效值）、50Hz的試驗(yàn)電壓，歷時1min，不出現(xiàn)飛弧或擊穿現(xiàn)象。主要技術(shù)性能與要求-隔離耐壓與防雷擊保護(hù) FJCLDZ 控制臺的“零位接陰”端子分別對“電位信號輸出”端口“電流信號輸出”端口“電壓信號輸出”端口、“遠(yuǎn)控通斷信號”端口能承受750V（有效值）、50Hz的試驗(yàn)電壓，歷時1min，不出現(xiàn)飛弧或擊穿現(xiàn)象。 防雷擊保護(hù)：陽極線、陰極線之間：限幅電壓為：100150V；過壓通流容量10KA（820S）；陽極線、零位線之間：限幅電壓為：100150V；過壓通流容量10KA（820S）；漏電流20mA；參比、零位線之間：限幅電壓為5V；過壓

11、通流容量54A（101000S）；漏電流 小于0.3A（3V）；主要技術(shù)性能與要求-參比信號抗干擾能力 FJCLDZ “參比電極”端子與“零位接陰”端子之間加入50Hz、30V干擾電壓，儀器能正常工作。 參比輸入端瞬間承受1000V過電后，儀器能正常工作。 參比輸入阻抗： 輸入阻抗大于1M。主要技術(shù)性能與要求-手動切換功能與遠(yuǎn)控切換功能 FJCLDZ 手動切換功能：由開關(guān)手動選擇A、B機(jī)投入運(yùn)行。遠(yuǎn)控切換功能：在控制臺后接線板的“關(guān)機(jī)信號”端口、“A機(jī)選機(jī)信號”端口、“B機(jī)選機(jī)信號”端口上分別輸入脈寬為1s 的高電平脈沖信號，系統(tǒng)能正常切換，相應(yīng)的指示燈會指示，且A、B機(jī)不同時工作。 設(shè)有互鎖

12、裝置，可防止兩臺恒電位儀同時投入運(yùn)行。 遠(yuǎn)控輸出通/斷接口：具有遠(yuǎn)控輸出通/斷功能，可接受異地遠(yuǎn)控同步通/斷信號(實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù)輸出電流斷3秒、通12秒間歇工作狀態(tài))，外控信號DC 0或24V，響應(yīng)誤差小0.1S。 儀器設(shè)有輸出通/斷狀態(tài)手動轉(zhuǎn)換開關(guān)，可對單臺恒電位儀進(jìn)行該功能的檢測和調(diào)試。主要技術(shù)性能與要求-運(yùn)行信號遠(yuǎn)傳功能與遠(yuǎn)控給定信號功能 FJCLDZ 運(yùn)行信號遠(yuǎn)傳功能：系統(tǒng)工作時，“控制臺運(yùn)行信號”端口的()與()應(yīng)導(dǎo)通，反之則斷開；恒電位儀A機(jī) 運(yùn)行時，控制臺“A機(jī)運(yùn)行信號”端口的()與()應(yīng)導(dǎo)通，反之則斷開；恒電位儀B機(jī)運(yùn)行時，控制臺“B機(jī)運(yùn)行信號”端口的()與()應(yīng)導(dǎo)通，反之則斷開

13、。 遠(yuǎn)控給定信號功能：當(dāng)“遠(yuǎn)控給定信號”端口的輸入電流大于3.8 mA時，恒電位儀的給定電位由遠(yuǎn)方控制。當(dāng)“遠(yuǎn)控給定信號”端口的輸入電流小于3 mA時，恒電位儀的給定電位由機(jī)內(nèi)的“控制調(diào)節(jié)”電位器調(diào)節(jié)。主要技術(shù)性能與要求-數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳接口 FJCLDZ 具有管地（保護(hù)）電位遠(yuǎn)傳接口，將0-3000mV管地（保護(hù)）電位信號，隔離變換成420mA標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)信號遠(yuǎn)傳輸出，變換精度應(yīng)不大于1。采用“點(diǎn)對點(diǎn)”電纜連接方式遠(yuǎn)傳。 具有電流信號遠(yuǎn)傳接口，將0額定輸出電流信號，隔離變換成420mA標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)信號遠(yuǎn)傳輸出，變換精度應(yīng)不大于1。采用“點(diǎn)對點(diǎn)”電纜連接方式遠(yuǎn)傳。 具有電壓信號遠(yuǎn)傳接口，將0額定輸出電壓信號，

14、隔離變換成420mA標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)信號遠(yuǎn)傳輸出，變換精度應(yīng)不大于1。采用“點(diǎn)對點(diǎn)”電纜連接方式遠(yuǎn)傳。主要技術(shù)性能與要求 FJCLDZ 標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)信接口輸出負(fù)載電阻范圍：0600；從“遠(yuǎn)控給定信號”端口輸入4mA20mA的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)信號時，在恒電位儀工作機(jī)的“遠(yuǎn)控給定信號”端口上應(yīng)變換成03000mV的控制電位信號，變換精度應(yīng)不大于0.3%。 儀表：1.5級機(jī)械表。 設(shè)有直流電位表可顯示保護(hù)電位。 設(shè)有直流電壓表可顯示輸出電壓。 設(shè)有直流電流表可顯示輸出電流值。 可監(jiān)測交流輸入電壓。 可測量、記錄運(yùn)行儀器的電能消耗。 面板上設(shè)有電源、工作機(jī)指示燈。 主要技術(shù)性能與要求-保護(hù)措施 FJCLDZ 保護(hù)措施：儀器配有與外部輸入電源斷開的開關(guān)，并在輸入端裝有熔斷器，當(dāng)出現(xiàn)過載或短路時切斷電路。輸出端裝有熔斷器進(jìn)行保護(hù)。結(jié)束語 FJCLDZ 新鄉(xiāng)輸油處在役管道陰極保護(hù)系統(tǒng)改造是根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，利用現(xiàn)有的資源以最小的投資，取得最大的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，科學(xué)對系統(tǒng)進(jìn)行改造，改造后經(jīng)過二年多的運(yùn)行，系統(tǒng)不但使陰極保護(hù)管理的自動化、智能化，而且降低工程運(yùn)行成本，減輕管理人員勞動強(qiáng)度，原來每個陰極保護(hù)站，必須有一名陰極保護(hù)工負(fù)責(zé)日常的管理，系統(tǒng)改造成功，7個陰極保護(hù)站只要一名至二名的陰極保護(hù)工就夠了。改造后的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)及時的發(fā)現(xiàn)設(shè)備和系統(tǒng)的故障問題，讓我們在第一時間內(nèi)處理和解決問題