【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及lng储罐监测，尤其涉及危险品储罐群安全监测方法、系统。
技术介绍
1、液化天然气（liquefied natural gas，简称lng）作为一种清洁、高效的能源，在全球能源结构中占据越来越重要的地位。lng危险品储罐由于存储介质具有低温、易燃且潜在高危险性等特征，其安全运行关系到能源供应链的稳定与周边环境的安全。
2、目前，lng储罐的安全监控重点在于结构健全度与密封性保障。传统的储罐安全管理多依赖定期的人工检查与离线无损检测（non-destructive testing, ndt）技术，如超声波测厚、磁粉检测、涡流检测和渗透检测等。这些技术可在一定程度上发现储罐底板的腐蚀、裂纹、局部减薄以及潜在结构缺陷。然而，由于巡检周期较长、检测频率不足，当腐蚀或裂纹在两次检测间快速发展，可能导致风险累积，无法实现对事故征兆的早期预警。此外，人工或定期离线检测往往耗时、耗力、且对储罐正常运行造成影响。
3、随着传感器与物联网技术的发展，越来越多的在线监测手段被尝试应用于lng储罐安全领域。例如，电化学腐蚀传感器、光纤光栅传感器以及超声测厚传感器可用于连续监测储罐底板的腐蚀状况；多点布置的声发射（acoustic emission, ae）传感器可用于捕捉微裂纹萌生、扩展、点蚀破坏以及潜在泄漏引起的声学事件信号。另一方面，lng储罐群的风险不仅受腐蚀、裂纹扩展等内部结构因素影响，同时还受到外部环境因素（如温湿度、腐蚀性气氛成分）、罐间安全距离与布局、以及储罐群整体运行工况等多重因素的耦合影响。传统的
4、在多源数据并行产生与海量信息积累的情况下，将腐蚀监测、声学监测与环境参数、储罐运行工况参数有机融合，并利用大数据分析、机器学习及概率风险评估模型（如贝叶斯网络或风险基准评估模型）对lng储罐群进行全方位、多层次的安全评估成为一种趋势。该技术路线可在实现储罐底板腐蚀在线监测的同时，根据传感器实时数据对腐蚀速率进行动态预测，识别声学异常事件（如裂纹扩展、点蚀、微量泄漏），并充分考虑气体成分、相对湿度、风速风向等外部环境因素，从而给出储罐群的风险指数与预警信息。这种多因素综合的风险评估方法有助于实现对储罐安全状态的闭环管控，即在检测到安全隐患时及时发出预警，并将检修、维护数据反馈给模型进行参数修正和持续优化。
5、然而，目前已有的监测与评估方法多呈现出碎片化特点，难以实现腐蚀监测、声学监测、环境参数检测以及风险评估的有机集成。缺少一套系统化的技术方案能将硬件传感设备、数据采集与传输平台、数据分析模型与可视化决策支持工具集成在一个统一的框架下，从而在运行过程中实时、动态、闭环地掌握lng储罐群的安全状况。
6、因此，有必要提出一种能够融合多种传感技术、数据处理方法和智能风险分析模型的安全监测方法及系统，实现lng危险品储罐群底板腐蚀情况与罐群整体风险的实时监测、综合分析与动态预警，为储罐长周期安全运行提供有力技术支撑。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种实施可靠、应用灵活且预警高效和可靠性佳的危险品储罐群安全监测方法、系统。
2、为了实现上述的技术目的，本专利技术采用如下的技术方案：
3、一种危险品储罐群安全监测方法，应用于lng危险品储罐群的监测，所述lng危险品储罐群的储罐底板区域部署有腐蚀监测传感模块和声学监测传感模块，所述lng危险品储罐群的放置场地中部署有环境传感器组，其包括：
4、s01、通过腐蚀监测传感模块和声学监测传感模块对储罐的底板区域的腐蚀情况、裂纹萌生与拓展情况进行实时监测，分别生成腐蚀监测数据和声学监测数据；
5、s02、通过环境传感器组对储罐周边及储罐之间的环境腐蚀因子、气象条件进行实施监测，生成环境监测数据；
6、s03、获取腐蚀监测数据、声学监测数据和环境监测数据，对其进行数据清洗、滤波和特征提取后，再进行多源数据融合处理，生成多源融合数据；
7、s04、获取多源融合数据，利用基于机器学习和统计模型的风险评估算法对储罐的腐蚀程度和储罐群的整体风险进行评估，生成评估结果；
8、s05、获取评估结果，根据评估结果对储罐和危险品储罐群进行预警，生成预警信息；
9、s06、构建基于危险品储罐群的数字孪生模型，将评估结果与预警信息以可视化形式呈现。
10、作为一种可能的实施方式，进一步，本方案s01中，所述腐蚀监测传感模块包括用于监测储罐底板腐蚀情况的多个电化学传感器；所述声学监测传感模块包括用于对储罐底板进行测厚、裂纹及裂纹拓展监测的多个超声波传感器；多个超声波传感器中的部分超声波传感器以传感器阵列的方式部署在储罐底板的预设监测区域。
11、作为一种可能的实施方式，进一步，本方案所述腐蚀监测数据包括储罐底板上对应监测点的腐蚀电流密度、腐蚀速率；所述声学监测数据包括储罐底板上对应监测点的底板厚度以及对应接收的声波数据和声源位置数据。
12、作为一种可能的实施方式，进一步，本方案所述腐蚀监测传感模块、声学监测传感模块对储罐的底板区域实时监测采集数据的方法包括：
13、在储罐底板上设置多个监测点，且位置信息集合定义为， n为监测点数量，对于每个监测点，定期通过声学监测传感模块获取其厚度，以及通过腐蚀监测传感模块测得腐蚀电流密度；
14、基于储罐底板的基础参数和测得的腐蚀电流密度进行计算储罐底板的腐蚀速率，其定义如下：
15、
16、其中，为监测点处的瞬时腐蚀速率，为单位转换常数，为储罐底板所用金属的摩尔质量，为腐蚀反应失去电子的数目，为储罐底板所用金属的密度，为监测点处的腐蚀电流密度；
17、通过声学监测传感模块获取监测点的底板厚度，以辅助验证腐蚀速率的计算可靠性，其可以拟合成厚度随时间变化的数学关系，其定义如下：
18、
19、其中，为声学监测传感模块在时刻对监测点所测得的底板厚度，为声学监测传感模块在时刻对监测点所测得的底板厚度，为厚度差；
20、将多个超声波传感器的传感点集合定义为， n为传感点数量；
21、对于声源定位，通过记录声源发出声信号到达各超声波传感器所在传感点的时间差进行定位出声源位置坐标，在已知超声波传感器的传感点的位置和声速的情况下，根据最小二乘法进行求解声源位置坐标，其公式定义如下：
22、
23、通过求解最小二乘法的算式，获得声源位置坐标，其中，为超声波传感器的传感点对应的 x、 y坐标位置。
24、作为一种较优的实施选择，优选的，本方案s03中，对声学监测本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种危险品储罐群安全监测方法，应用于LNG危险品储罐群的监测，所述LNG危险品储罐群的储罐底板区域部署有腐蚀监测传感模块和声学监测传感模块，所述LNG危险品储罐群的放置场地中部署有环境传感器组，其特征在于，其包括：
2.如权利要求1所述的危险品储罐群安全监测方法，其特征在于，其还包括：
3.如权利要求2所述的危险品储罐群安全监测方法，其特征在于，S01中，所述腐蚀监测传感模块包括用于监测储罐底板腐蚀情况的多个电化学传感器；所述声学监测传感模块包括用于对储罐底板进行测厚、裂纹及裂纹拓展监测的多个超声波传感器；多个超声波传感器中的部分超声波传感器以传感器阵列的方式部署在储罐底板的预设监测区域；
4.如权利要求3所述的危险品储罐群安全监测方法，其特征在于，S03中，对声学监测数据进行提取时，将超声波传感器采集所得的声波数据进行小波变换，其定义如下：
5.如权利要求3或4所述的危险品储罐群安全监测方法，其特征在于，所述环境传感器组包括气体成分传感器、温度传感器、湿度传感器、风速风向传感器中的一种以上；所述环境腐蚀因子包括硫化氢、二氧化硫
6.如权利要求5所述的危险品储罐群安全监测方法，其特征在于，S03包括：
7.如权利要求6所述的危险品储罐群安全监测方法，其特征在于，S04包括：
8.如权利要求7所述的危险品储罐群安全监测方法，其特征在于，S05包括：
9.一种危险品储罐仓储区域管理方法，其特征在于，其包括权利要求1至8之一所述的危险品储罐群安全监测方法。
10.一种危险品储罐群安全监测系统，其特征在于，其包括：
...【技术特征摘要】
1.一种危险品储罐群安全监测方法，应用于lng危险品储罐群的监测，所述lng危险品储罐群的储罐底板区域部署有腐蚀监测传感模块和声学监测传感模块，所述lng危险品储罐群的放置场地中部署有环境传感器组，其特征在于，其包括：
2.如权利要求1所述的危险品储罐群安全监测方法，其特征在于，其还包括：
3.如权利要求2所述的危险品储罐群安全监测方法，其特征在于，s01中，所述腐蚀监测传感模块包括用于监测储罐底板腐蚀情况的多个电化学传感器；所述声学监测传感模块包括用于对储罐底板进行测厚、裂纹及裂纹拓展监测的多个超声波传感器；多个超声波传感器中的部分超声波传感器以传感器阵列的方式部署在储罐底板的预设监测区域；
4.如权利要求3所述的危险品储罐群安全监测方法，其特征在于，s03中，对声学监测数据进行...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆茂国，张伟刚，罗炜涛，王林，李旭东，
申请(专利权)人：江苏省特种设备安全监督检验研究院，
类型：发明
国别省市：
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