加拿大Roctest产品工程案例6：工艺中的光纤泄漏检测以及加工厂工艺安全监测

时间：2025/7/25 来源：https://mp.weixin.qq.com/s/Hyk_3VeKnKAlPCsXjrUn7w 查看次数：67

加拿大Roctest产品工程案例6：

工艺中的光纤泄漏检测以及加工厂工艺安全监测

检测有害介质管道中任何泄漏的精确位置并在整个管道网络中提供完全完整性的最可靠方法，确保高效、安全和可靠的运行。

l分布式光纤传感器

l管道连续长度上的泄漏检测

l乙烯、氢气 (H)、液化天然气 (LNG)、液化石油气（LPG）、氨气 (NH)、氧气及其他冷冻气体

l清晰指示泄漏及其位置

l适用于危险区域 (ATEX 认证)

l固有防爆安全

l抗电磁干扰

l适用于长距离管道（如码头及输出管线）或密集区域（如生产区）

l适用于室外、埋地（管沟）、水平定向钻铺设管道

l适用于现有管道（任何管径）的改造

l支持不停机维护

l可在瞬变工况下运行

l高空间分辨率（1米）与泄漏检测能力

l高可靠性与置信度（安全完整性等级 SIL 2）

光纤泄漏检测是现代安全仪表系统 (SIS) 的组成部分，集成于工厂集散控制系统 (DCS) / 数据采集与监控系统 (SCADA) 中，使其能够满足危险与可操作性(HAZOP) 分析所设定的要求。

管道泄漏可能有多种起因，例如腐蚀、疲劳、材料缺陷、冲击、异常温度、极端压力，或由地面移动引起的过度变形。对于氨气，泄漏可通过因泄漏的液氨及其蒸发气体蒸发导致的温度快速下降而被检测到。这些局部温度异常可通过光纤分布式温度传感系统可靠地检测出来。该系统能够检测低至 0.1°C 分辨率、具有 1 米空间分辨率和 10 秒响应时间的温度变化。一根光纤电缆沿整个冷冻管道敷设在其下方，并连接到测量系统。该系统可自动识别作为泄漏征兆的温度异常，并发出警报，以便在受影响的管段启动适当的应急响应措施。

氨气管道上的光纤泄漏检测传感电缆安装

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现有的技术局限性

泄漏往往在泄漏量很大时才能被发现。此时，可能已经造成了重大的环境损害。即使传统系统检测到泄漏，它们也无法精确定位泄漏点，这会导致进一步的延误，并因产品损失而产生额外费用。

嗅探器和热成像仪通常维护成本高昂，并且需要安装大量设备才能实现良好的覆盖水平和较小的泄漏检测性能。某些泄漏检测和巡检系统是间歇性使用的。如果在两次巡检之间发生泄漏，则无法检测到，此时可能已超过临界安全水平。

光纤泄漏检测

利用分布式光纤传感进行管道泄漏检测的基本原理依赖于一个简单的概念：当泄漏发生在管道沿线的特定位置时，管道周围的温度分布会发生变化。这种温度变化在空间上（泄漏点周围数米范围内）是局部的，时间上（泄漏发生时）是瞬间的。管道周围温度扰动的根源取决于管道的类型及其周围环境。

当介质从管道泄漏时，因其与环境条件的差异或焦耳-汤姆逊

在输送气体或液化气体的管道中，当泄漏发生在传感光缆沿线的某个位置时，分布式温度传感系统 (DTS) 将检测到局部温度骤降或“冷点”。流经管道的气态物质因通过泄漏管段的压力释放而被冷却，进而冷却该管段及其周围区域。在输送气体的管道（例如输送水蒸气的管道）发生泄漏时，也有可能观察到“热点”。

在输送液体的管道中，当泄漏发生在传感光缆沿线的某个位置时，DTS 系统将检测到局部温度骤升或“热点”。流经管道的液态物质通常比传感光缆邻近的结构物（如土壤）温度更高，因此当液体逸出管道时，会加热这些结构物。在液体输送管道发生泄漏的情况下（例如，若输送的液体温度低于环境温度），也有可能观察到“冷点”。