The Engineering Application and Localization Promotion of Distributed Optical FiberTemperature Measurement System in LNG Tank
操伟中
（中海油天津液化天然气有限责任公司，天津300452）
Sz-pm OV
(CNOOCTismjin Liquefied Natural Gas Co.Ltd. Tianjin 300452 China)
[摘要】月前，我国已经完成分布式光纤测温系统（DTS）在LNG错罐上的首次应用.论文提出覆盖3x10-16x10mLNG错雌的全 DTS 工程实施方案，并对正在建设的3个 LNG 储耀项目 拟余用国产DTS 对储耀进行智胞化监拉管理，对进一步推进 DTS的国产化应用进行了闲违.
[AbstrctJThe fin aplication of disrbutd optical fber temperature measmt systm (DTS) on LNG sge tmis hs bepleted. This article raisesthe scheme touse DTS to serve the LNG storage tank from 30000m to 160 000m And intemdsto use the domesticmade DTilltivlk ftinG se ak pjts xlrefh mstic aliDTS.
[关键词】LNG储域；分有式光；测温系统；工程化应用
[Keywords JLNGsoge tani disributedoptial fiber tempenature measuremen stem; enginering aepliartion
[文章编号】1007-9467(2018}07-0082-02
[DO1 10.13616/.cnki.gjsysj.2018.07.27
1.2DIS工程实施方案
1技术方案
为某INC储罐提供一整套光纤敷设及安装方案，并总结施工经验，分析生产数据，对数设和安装方案进行优化，为正在建设的3个LNG储罐项目提供更加合理的工程实施方案.
分布式光纤测温系统（DTS）由测湿光纤和数据采集分析系统构成，可以用其对储罐泄漏及珍珠岩沉降进行监测，测量信号通过连接光缆传输到控制室内的主机上，调出准确的温度数据，进而分析储罐的泄露、沉降情况及罐体温度分布.
1.2.1储雄测温光纤激设方案
测温光纤数设保证对LNG储罐泄漏及珍珠岩沉降监控无死角，敷设位置包括储罐底部的环形空间、内罐壁外表面以及外罐壁内表面等关键位置.
1.1DHIS设计方案及优化
本文为某3x10mLNG储罐提供一整套DTS工程设计及产品选型方案.并且根据实际生产情况，对工程设计方案进行深度优化.首先.针对决定系统性能的主要技术指标进行解读.并研究空间分辨率、定位精度、温度分辨率、响应时间和测温距离等影响系统性能的主要因素，提出测温主机的主要性能要求.然后，针对测温光纤的结构特点展开深入研究，并且研究DTS系统对测温光纤的选型要求，提出测温光纤主要技 术指标要求.
进人，沿内罐罐壁（紧贴在内罐壁上）向下敷设至罐底，然后转 测温光纤与DTS 主机的第一个通道相连接，从罐顶管嘴到罐底内罐与外罐之间的环形空间内.绕储罐数设一周（紧贴在罐底），经过组件固定对TCP角进行数设，后延伸到外罐碳钢板内壁，沿外罐内壁（紧贴在外罐内壁上）向上依次在外罐内表面敷设4圈，然后从罐顶管嘴引出，与测温主机的第二个通道相连接.
光纤采取余配置，在罐区内以同样的方式数设2个相同规格的光缆回路，一用一备.
图2光纤整体温度均值
图1光纤敷设方案
1.2.2施工方業及优化
施工方案及优化的主要内容为：（1）选择卡槽焊接的安装方式，可方便施工，提高施工质量；按照每隔1m利用固定件将光缆固定：(2)增强光缆定位准确性，对关键点进行定位，如区域交界点、测量起始点、测量结束点、用户关注的重点区域等：（4）在进行分区及区域报警参数设定过程中要做好相应配置记录， （3）在拐角或拐弯处需对光缆进行保护（胶皮），以免折坏光统：特别是光缆进出每个分区的米标，每个分区交汇处的米标（5)针对湾曲半径较小的区域.增大弯曲半径进行数设，避免转弯处在低温条件由于热胀冷缩对应力产生影响，进而影响测量精度.
图3光纤内罐外壁、环形空间温度总体标准偏差
2.3DIS与RID测温对比
温度的变化，其在内罐外壁上RTD的对应位置，测量数值与 分布式光纤温度传感系统（DTS）可以较准确地实时感知RTD接近，测量稳定且精准.
1.3管理界面开发
采用直观的整体温度布局图对LNG储罐的内罐外壁和环形空间温度进行显示.管理界面显示当前采集到的实时温度，并以额色表征，同时显示回路报警指标的当前量值.管理软件可以通过自动检测分析判断管线断裂，并进行报警及精确定位.
2.4经验总结
经验总结如下：（1）由于测温光纤受温度的昼夜变化以及罐体阴阳面的影响，会出现温度波动，需要进行算法优化，使测量更加准确.（2)珍珠岩沉降的温度测量范围在-50℃至环境温度，不需采用性能较高的超低温光纤，避免了超妖温环境对光纤性能的影响，与一期相比.DIS的测温性能可能会得到特种光缆，避免不同类型光缆之间的熔接，提高整体测温效果. 提升.（3）在传输光纤和测温光纤的选择上，尽量全程采用低温(4)据不完全调研.目前国产DIS系统及配套光纤技术较为成熟.已有石油测温领域的工程化应用，如采用国产主机及光纤，会降低部分投资.
2应用成果分析及经验总结
对某3x10LNG储罐进口DTS 进行数据分析，该数据取自 ~ 共计约 10:000min 的数据，此时间内储罐内的液位、温度稳定.DTS每隔0.5m进行一次温度检测.
2.1DIS受环境温度影响
曲线可以看出，该点出现了比较明显的温度起伏，在7d内起 从刚进入储罐管嘴的测温光纤上一点随7d时间变化的伏7次，此现象是由于温度的登夜变化引起的.
3国产化推广成果
2.2DIS整体情况
目前，已完成进口DIS在LNG储罐上的国内首次应用，分析并积累了丰富的工程实施方案，并且已经开展国内DTS产品调研，清了国内产品供货质量，正在建设的3个LNG储罐项目拟采用国产DIS，未来要以现场验证结论为基础，进一步开展国产配套产品的推广应用.
图2为储罐内测湿光纤上每0.5m温度的均值随光纤位置的变化曲线.从图2可以看出，内罐外壁的温度为-150℃左右，温度连续且平稳.环形空间由于测温光纤数设不能完全按圆周进行，有少许波动，但在可接受范围之内.由图3可知，测温光纤在内罐外壁和环形空间内的总体标准差在1℃左右， 百分比误差很小，分布式测温系统的测湿结果良好.
【收稿日期】2018-05-22
