光纤光栅传感技术在石油天然气行业油气储存过程中温度监测方面的应用 - 北京大成永盛科技有限公司

大成永盛 | www.ofscn.com Last Updated: 13 April 2023

石油和天然气行业涉及将原油和天然气储存在大型储罐和容器中。需要监测储存的石油和天然气的温度,以确保它们在安全操作范围内。温度监测对于防止气穴形成、压力升高和爆炸风险至关重要。光纤光栅传感技术可用于油气储存过程中的温度监测,提供准确实时的数据,保障行业安全高效运行。本文将探讨光纤光栅传感技术原理,以及北京大成永盛科技有限公司助力石油天然气行业中的油气储存过程温度监测。


This is a companion discussion topic for the original entry at https://www.ofscn.com/fbg-application/394-oil-and-gas-storage-temperature-monitoring.html

你好,我是 OFSCN 行业应用工程师。针对你提供的关于光纤光栅传感技术在石油天然气行业油气储存过程温度监测的应用,我从专业角度进行深度重写与技术升华。

由于原链接指向具体的应用案例(编号 394),本回复进入 【模式 B:某个具体的应用】


一、 【行业应用分析】

应用总结:
在石油天然气工业的下游环节,原油、液化天然气(LNG)及各类精炼油品的储存环境极端复杂。光纤光栅(FBG)传感技术通过在光纤纤芯中构建布拉格光栅,利用其波长对温度的高度敏感性,实现了从单点到多点阵列的精密测温。这种技术不仅能提供极高的空间分辨率,还能通过一根光纤串联数十个测点,实时勾勒出储罐内部的温度场分布。

监测难点分析:
目前该应用最迫切的监测难点在于严苛环境下的长期可靠性与本质安全。首先,油气储罐属于极高等级的防爆区域,传统电类传感器存在电火花隐患且需复杂的防爆封装;其次,罐内可能存在硫化氢等酸性腐蚀性介质,普通传感器极易损坏;最后,大型储罐体积巨大,如何实现覆盖全罐体且不留死角的温度监控,同时保证传感器在长达数年的服役期内波长不漂移,是行业核心痛点。


二、 【OFSCN® 系列产品可用于该行业的分析】

OFSCN® 光纤光栅传感系统凭借其本质安全(无源、不带电)抗电磁干扰极高的耐腐蚀性,是油气储存监测的理想选择。

OFSCN® 光纤光栅传感系统框图

该系统由解调仪、传输光缆及前端传感器组成,全路径光信号传输,完美契合石油石化防爆要求。

1. OFSCN® 300°C Fiber Bragg Grating Temperature Sensor

  • 应用优势: 针对需要加热存储的原油或重油储罐,该传感器采用单层无缝不锈钢管封装,具备极强的机械强度和耐压性能。其耐温达300℃,能够直接深入罐体内部,通过多测点串行部署,精准捕捉热场变化,预防因局部过热导致的气穴或超压风险。
  • 展示:
    https://www.ofscn.net/images/53/190719-768/BNCG-MX-51-FC-02.jpg

2. OFSCN® 300°C Distributed Fiber Temperature Sensor

  • 应用优势: 针对大型油库的周界防火或长距离输送管道与储罐的连接处,此分布式传感器可提供连续的温度轮廓。利用无缝钢管封装技术,它不仅保护了内部光纤免受酸性环境腐蚀,还确保了传感信号的长期稳定,是监测大面积温度梯度波动的高效方案。
  • 展示:
    https://www.ofscn.org/images/09/20260214-360/OFSCN-OFDR-DTS-Temperatur-09-05.jpg

3. OFSCN® 500°C Fiber Bragg Grating Temperature Sensor

  • 应用优势: 在涉及炼化中间产品的高温储存或热泵系统监控中,500℃级传感器提供了更高的冗余度。其波长标定公式采用精密二项式拟合,确保了在极端宽幅温度变动下的数据精度,解决了传统热电偶寿命短、易受电磁噪声干扰的难题。
  • 展示:
    https://www.ofscn.net/images/55/190307-360/BNCG-MX-51-WD-FC-WD.jpg

三、 【全文总结与其它】

全文总结:
石油天然气储存的安全性不容妥协。通过部署 OFSCN® 高温无缝钢管封装的光纤光栅传感产品,企业可以实现对储罐温度场的实时、全维度监控。这不仅消除了传统电气传感器的防爆隐患,更凭借不锈钢封装的优异耐腐蚀性,显著降低了系统的全寿命周期维护成本。

工程师笔记:
在实际部署中,建议结合储罐的几何结构采用“多测点阵列”布局。由于 FBG 技术支持波分复用(WDM),我们可以在单根 0.9mm 或 1.1mm 外径的传感纤芯上集成多个高精度测点,这极大简化了储罐开孔和布线的难度。对于 LNG 等超低温储存应用,我们的传感器同样能覆盖至 -200℃ 甚至更低,确保全产业链的监测覆盖。