基于油膜监测的企业溢油报警系统构建

房师平，周志国，裴哲远

(中国石化安全工程研究院，山东青岛 266071)

基于油膜监测的企业溢油报警系统构建

房师平，周志国，裴哲远

(中国石化安全工程研究院，山东青岛266071)

介绍了企业溢油监测技术现状和发展趋势，提出了基于固定点油膜监测的溢油监测报警系统构建原理和思路，并分别针对石油库/石油储备库、炼化企业、长输管道提出了布点方案。

油膜监测 溢油 报警系统

1 企业溢油监测技术现状

溢油是在石油勘探、开发、炼制及运输过程中，由于意外事故或操作失误，造成原油或油品从作业现场或储油器外泄，流向地面、水面、海滩或海面，同时由于油质成分的不同，形成厚薄不等的一片油膜的现象。

目前在企业普遍应用的设备泄漏溢油监控措施主要有：高液位报警、固定式可燃气体报警仪、视频监控和人工巡检。高液位报警主要作用是储罐充装油品时，防止液位偏高溢出油罐；可燃气体报警仪对于挥发性小的油品在泄漏初期难以发现；视频监控一般不能实现自动报警，受能见度影响；人工巡检则会受到巡检频率、能见度等方面的限制。在国内码头溢油监控方面，JT/T 451-2009《港口码头溢油应急设备配备要求》规定油码头在50 000 t级以上时要配备溢油监视报警装置。

2 基于固定点油膜监测的溢油报警系统原理

通过广泛的国内外调研发现，在现有监控措施之外，借鉴油码头的溢油监控方法，建立基于油膜监测的溢油报警系统是厂区和长输管道溢油监控更为有效的方法。具体做法是选择厂区或长输管道最有可能发生溢油的地点和排放口前设置固定式油膜检测器，配合控制器和监控终端形成监测网络，全天24 h实时监控溢油的发生。检测器的主要安装地点为罐区防火堤雨水/污水池、装置区雨水/污水池、雨水监控池、雨水和污水排口、长输管道穿跨越河流和暗渠处等。

固定式油膜检测器的技术原理是基于电磁能量吸收、紫外诱发荧光或激光发射吸收等，总体上又分为接触式和非接触式两类。电磁能量吸收技术是依据水对高频电磁波能量的吸收能力远大于碳氢化合物，在浮子状传感器上安装2个天线，分别位于传感器水上部分和水下部分，高频电磁波能通过水上天线发射，同时被水下天线接收，当油膜层出现在两个天线之间，水下天线接收的电磁能量强度会随着油膜厚度的改变而相应呈比例变化，能测量油膜厚度最低可达0.3 mm；紫外诱发荧光技术采用波长365 nm左右的紫外脉冲光束照射水面，激发目标区域的油分子产生荧光(水分子不产生荧光)，进而鉴别油分子的信号，并给操作者报警，安装高度可距离水面高达10 m，能检测厚度1 μm的油膜，能对目标区域进行非接触式探测；激光反射技术是采用光反射率测试法，利用油膜和水面对光的反射率不同，检测反射光的强度来判断是否有油膜存在，也属于非接触式检测，检测距离为0.3～3 m,在静止水面可达5 m。

3 基于固定点油膜监测的溢油报警系统搭建

3.1 系统架构

基于固定点监测的溢油监测系统主要由现场监测报警终端设备和后台监控系统组成，具体见图1。

图1 基于固定点监测的溢油监控报警系统组成

3.2 监测系统布点方案

a)石油库/石油储备库：选择原油罐区防火堤雨水排口、含油污水池、库区雨排口、码头泊位等最容易发生溢油的地点安装检测器和现场报警器，在监控中心设置监控终端，组成溢油监测报警系统，见图2。

图2 石油库溢油监控系统

b)炼化厂：选择罐区防火堤雨水排口、含油污水池、库区雨排口、码头泊位等典型地点安装检测器和现场报警器，在监控中心设置监控终端，组成溢油监测报警系统，见图3。

c)长输管道：在长输管道穿跨越河流、暗渠等地点安装检测器和现场报警器，在SCADA监控中心设置监控终端，组成溢油监测报警系统，见图4。在野外可使用太阳能电池供电，溢油报警信号可通过无线网络或卫星信号传输。

4 结论

该系统能够在溢油发生初期或出厂界前及时发现和报警，有效弥补了现有溢油监控措施的不足，可广泛适用于石油库、炼化企业、长输管道的溢油风险防控。

图3 炼化厂区溢油监控系统

图4 长输管道溢油监控系统

[1] 陈虹宇.基于荧光光谱法港口近距溢油监测报警系统[D].大连：大连海事大学硕士学位论文,2013.

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[3] 杨俊，亓洪兴，肖功海，等. 基于紫外光诱导荧光的溢油监测方法研究[J].光电工程,2011,38(5):92-98.

[4] 冯浩然，胡建斌.基于无线传感器网络的水面溢油监测系统[J].控制系统,2009,2(1):1-3.

[5] The federal SPCC regulations(40CFR112)[S].

ConstructionofOilSpillAlarmSystemBasedonOilFilmMonitoring

Fnag Shiping，Zhou Zhiguo，Pei Zheyuan

(SINOPEC Research Institute of Safety Engineering, Shandong, Qingdao 266071)

This paper first introduces the state-of-the-art of oil spill monitoring technology and development trend, and then proposes new type of oil spill monitoring alarm system based on the fixed point of the oil film monitoring. In view of the oil depot, petroleum refinery and long-distance pipeline, different monitoring schemes are then suggested.

oil film monitoring; oil spilling; alarm system

2016-04-11

房师平，高级工程师，2005年毕业于中国科学院生态环境研究中心环境工程专业，现主要从事石油化工环境风险评估和应急技术研究工作。