[发明专利]基于分布式光纤的LNG储罐珍珠岩沉降监测系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于分布式光纤的LNG储罐珍珠岩沉降监测系统及方法，其特征在于：其包括若干分布式测温光纤、一光纤接线箱、至少配置两通道的分布式光纤测温主机以及显示屏上位机；各分布式测温光纤分别敷设在一个或多个LNG储罐外罐内壁上，且各分布式测温光纤的始端和末端分别与光纤接线箱相连，光纤接线箱通过分布式光纤与分布式光纤测温主机的各通道相连；分布式光纤测温主机对各分布式测温光纤的始端和末端进行双通道双向发射和解调，得到最终的温度测量值，并通过TCP/IP通信接口发送到显示屏上位机进行显示，通过标准通信接口发送到集中控制系统进行进一步处理。本发明可以广泛应用于LNG储罐珍珠岩沉降的监测中。

技术领域

本发明涉及LNG(液化天然气)和LNG储罐技术领域，特别是关于一种基于分布式光纤的LNG储罐珍珠岩沉降监测系统及方法。

背景技术

作为一种经济高效的清洁能源，LNG产业正面临黄金发展期，在LNG产业链的各个环节中均涉及一定数量和不同规模的LNG储罐，如天然气液化工厂、LNG运输船、LNG接收站、小型卫星站及LNG加注站等。在我国能源政策的鼓励下，国内正在继续加大对LNG储运基地的建设力度，多个大型LNG储运基地正在筹划，单个储运基地LNG储罐的数量可超过20座。

作为低温液体的大型储存装置，内部储存LNG的温度低至-165℃，LNG储罐在过量充装、地震等异常情况下可能发生泄漏，一旦泄露发生，若不及时采取补救措施，溢出的LNG将快速蒸发为易燃易爆气体，可能引发重大安全事故，对LNG储罐周边的人员、建筑、设备等造成不可估量的损失。此外，LNG储罐环形空间内通过填充珍珠岩进行保冷，随着LNG储罐运营年份的增加，LNG储罐环形空间内的珍珠岩将逐渐下降，如不及时补填，内罐中的LNG冷量将快速传递至外罐内壁，直接影响外罐衬里板、外罐钢筋混凝土的结构特性，从而对LNG储罐结构的安全性带来不可逆的重大影响。同时，冷量外输将使得LNG储罐保冷性能降低，蒸发气量过多，对生产安全和经济收益带来负面影响。

现有的LNG储罐珍珠岩沉降监测系统通常采用点式温度传感器(RTD)进行测量，其存在敷设点数有限、大量电缆集成安装困难以及使用寿命较短等缺点，因此急需提出一种更加安全可靠的LNG储罐珍珠岩沉降监测系统。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够对LNG储罐珍珠岩沉降系统运行状态及异常沉降进行全面有效的在线监测的基于分布式光纤的LNG储罐珍珠岩沉降监测系统及方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于分布式光纤的LNG储罐珍珠岩沉降监测系统，其特征在于：其包括若干分布式测温光纤、一光纤接线箱、至少配置两通道的分布式光纤测温主机以及显示屏上位机；各所述分布式测温光纤分别敷设在一个以上LNG储罐外罐内壁上，且各所述分布式测温光纤的始端和末端分别与所述光纤接线箱相连，所述光纤接线箱通过分布式光纤与所述分布式光纤测温主机的各通道相连；所述分布式光纤测温主机对各所述分布式测温光纤的始端和末端进行双通道双向发射和解调，得到最终的温度测量值，并通过TCP/IP通信接口发送到所述显示屏上位机进行显示，通过标准通信接口发送到集中控制系统。

各所述分布式测温光纤在LNG储罐外罐内壁的布置方法为：所述分布式测温光纤的始端与设置在所述LNG储罐罐顶的所述光纤接线箱的一接口相连，所述分布式测温光纤的末端从所述LNG储罐罐顶管嘴进入，沿所述LNG储罐的外罐内壁垂直向下敷设一段距离后沿所述外罐内壁环绕一周，之后继续垂直向下敷设一段距离后再沿所述外罐内壁环绕一周，如此反复，直到所述分布式测温光纤覆盖预先设置的所述LNG储罐环形空间内珍珠岩可能发生沉降的最低位置后，沿着所述外罐内壁垂直向上敷设，从所述LNG储罐罐顶管嘴引出后与所述光纤接线箱的另一接口相连。

所述LNG储罐外罐内壁上每两圈分布式光纤的间隔距离由测量精度确定。

所述分布式测温光纤采取冗余配置，即在所述LNG储罐外罐内壁上以同样的方式敷设两个相同规格的分布式测温光纤回路，一用一备。