Aktuální vydání

celé číslo

03

2021

Digitální transformace, chytrá výroba, digitální dvojčata

Komunikační sítě, IIoT, kybernetická bezpečnost

celé číslo

Systém k detekci úniku produktů LDS

číslo 10/2005

Systém k detekci úniku produktů LDS

Naše planeta je pokryta tisíci kilometrů dálkových potrubí. Přepravují se např. ropa, ropné produkty nebo plyn. Způsob, jak potrubí ochránit před náhodným nebo úmyslným porušením, neexistuje – lze jen minimalizovat škody. K tomu je nutné porušení potrubí co nejrychleji zjistit a blíže specifikovat.

Rozhodují důvěra v údaje, znalost místa a rychlost

S houstnutím sítě dálkových produktovodů roste i riziko havárií potrubí. Vesměs jde o nehody způsobené přírodními živly, jako např. praskliny potrubí při podemletí či sesuvu půdy nebo vlivem koroze. Jindy je zase příčinou lidský faktor v podobě krádeže, sabotáže nebo chyby obsluhy. Následky jsou ovšem často nedozírné: kontaminovaná půda, zničené zdroje pitné vody, požáry. Rozsah poškození může přitom být tak velký, že na rizika pamatují i četné mezinárodní úmluvy, v poslední době např. Kjótský protokol.

Obr. 1.

Obr. 1. Skříň s PLC Bernecker&Rainer a dalšími přístroji v měřicí stanici

Co je nejdůležitější při detekci úniku média z potrubí? Je to především důvěra v údaje, které indikují, že k úniku došlo. Dále je to přesné určení místa defektu. A samozřejmě rychlost, protože při objemech suroviny, která se každou sekundu valí ven do krajiny, se čas nepočítá na minuty, ale na miliony např. eur.

Unikátní systém LDS

Systém LDS (Leak Detection System) pro odhalování úniků médií z potrubí představuje ve světě unikátní prostředek umožňující odhalit dokonce i drobné praskliny v produktovodu, a to vzápětí po jejich vzniku. Stručně řečeno, pracuje přesně, spolehlivě a rychle. Společnost PAS jeho prostřednictvím již několik let chrání kilometry potrubí významných světovým přepravců surovin před vznikem ekologické havárie.

Systém LDS má tyto základní vlastnosti:

  • během několika minut zjistí, že z potrubí uniká médium,
  • ihned vypočítá polohu místa úniku, a to s přesností do desítek metrů,
  • detekce je funkční s médiem proudícím i v klidu,
  • nezáleží na druhu ani skupenství média: systém funguje s kapalinami i plyny,
  • možnost vzniku falešných výstražných signálů je potlačena na minimum.
Obr. 2.

Obr. 2. Zobrazení úseku produktovodu s hlášením poruchy ve vizualizačním systému APROL

Systém LDS vychází z metody spolehlivě prověřené praxí, při níž se přesným měřením tlaku v potrubí získávají údaje pro statistické vyhodnocení. Jejich následné zpracování vede k rozpoznání charakteristických změn tlaku signalizujících únik média z potrubí.

Tlak se měří současně na několika místech produktovodu. Vybrané stanice na jeho trase, tzv. měřicí, jsou osazeny skříní s PLC od firmy Bernecker&Rainer a dalšími přístroji potřebnými pro napájení, měření a komunikaci (obr. 1). Naměřená data se přenášejí z měřicích stanic do centrální stanice, kde se provádějí výpočty a popř. se určuje místo úniku média. Použitý algoritmus spolehlivě odfiltruje běžné změny tlaku, způsobené např. změnami teploty nebo manipulací s čerpadly.

Při úniku média program v centrální stanici vypočítá místo praskliny a vyhlásí poplach. Centrála funguje jako zdroj dat pro několik operátorských stanic při použití vizualizačního systému APROL, také od firmy Bernecker&Rainer, a to včetně vzdálených připojení přes internet (obr. 2). Zpráva o úniku média se zobrazí na technologickém schématu nebo v mapě se zakresleným potrubím. Oznámení se rovněž rozešle na mobilní telefony ostrahy a publikuje se faxem či elektronickou poštou, to vše automaticky.

Tab. 1. Citlivosti běžně dosahované s LDS na ropovodu (nejmenší detekovaný průměr otvoru v milimetrech a odhad průtoku ropy unikající otvorem v litrech za minutu v závislosti na středním statickém tlaku média a na něm superponovaném šumu; roura o světlosti DN 820)

Tlak v potrubí (MPa)

Superponovaný šum (kPa)

0,3

0,6

1,2

1,8

3

mm

l/min

mm

l/min

mm

l/min

mm

l/min

mm

l/min

0,5

9,2

62

13

123

18,3

247

22,4

371

29

618

1

6,8

45

9,6

91

13,5

183

16,6

274

21,4

457

2

4,9

33

6,9

66

9,8

132

12

198

15,5

331

3

4,0

27

5,7

54

8,1

109

9,9

163

12,8

272

4

3,5

23

5,0

47

7,0

94

8,6

142

11,1

237

5

3,1

21

4,4

42

6,3

85

7,7

127

9,9

212

Výsledky, kterých se s LDS běžně dosahuje, v daném případě na ropovodu, jsou uvedeny v tab. 1. V tabulce jsou průměry otvoru, který je LDS schopen odhalit, a odhad průtoku otvorem ven, z potrubí, v závislosti na tlaku média a jeho zvlnění v čase (definovaného charakteristickou hodnotou superponovaného šumu) pro rouru o světlosti DN 820.

Ověřeno v praxi

Systém LDS již mnoho let chrání produktovody a plynovody v České republice (Čepro, Transgas) a ropovody na Ukrajině (PPDNM). Po náročných prověrkách obdržel v roce 2003 osvědčení OAO Gazprom o způsobilosti detekovat úniky na všech provozovaných i nově budovaných produktovodech. Od roku 2001 je systém LDS postupně nasazován na trasy kondenzátovodů společnosti OOO Surgutgazprom.

Ing. David Křikava,
PAS Procesní Automatizační Systémy, spol. s r. o.