液體管道泄漏檢測與定位

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1、實用標準文案液體輸送管道泄漏的檢測與定位  鑒于近年來我國液體輸送管道泄漏事故時有發(fā)生,從而造成巨大經(jīng)濟損失和環(huán)境污染狀況,對液體輸送管道進行檢測和定位的研究與實踐非常必要??偨Y(jié)了國內(nèi)外液體輸送管道泄漏檢測與定位的主要方法,分析了各種方法的原理及優(yōu)缺點,并結(jié)合實際情況,提出了實際實施的過程中應(yīng)注意的問題及相應(yīng)對策。一、前言  隨著我國西部石油的開發(fā),管道輸送在國民經(jīng)濟中的位置更加重要,它具體成本低、節(jié)省能源、安全性高及供給穩(wěn)定等特點。然而,世界上總管網(wǎng)的50%已運行30年以上,即使管道在敷設(shè)時達到了設(shè)計質(zhì)量標準,但由于管道的老化、地理和氣候環(huán)境的變化以及人為損壞等原因,泄漏事故仍時有發(fā)

2、生,不僅會造成巨大的經(jīng)濟損失和資源浪費,而且會帶來安全和污染問題。因此建立管道的監(jiān)測系統(tǒng),實現(xiàn)對管道泄漏的實時檢測,確定發(fā)生泄漏的位置,為泄漏事故的及時檢修提供方便,將可以最大限度地減少經(jīng)濟損失和資源浪費,盡可能地避免環(huán)境污染和安全事故的發(fā)生,具有極為重要的現(xiàn)實意義?!         《⒁后w輸送管道泄漏檢測方法應(yīng)用概況  由于管道泄漏檢測的多樣性和復(fù)雜性,目前國內(nèi)外還沒有一種簡單、快速、精確、可靠、通用的管道泄漏檢測方法。有關(guān)管道泄漏檢測的方法大致分成四類,第一類是基于人工巡檢法,由有經(jīng)驗的技術(shù)人員攜帶檢測儀器設(shè)備經(jīng)過訓(xùn)練的動物分段對管道進行泄漏檢測和定位。這類方法具有定位精度高和

3、較低的誤報率的特點,但不能及時發(fā)現(xiàn)泄漏,檢測只能間斷的進行;第二類是基于超聲、磁通、攝像等技術(shù)的管內(nèi)檢漏法(如管內(nèi)探測球PIG),這類方法具有定位精度高和較低誤報率的特點,但無法實現(xiàn)在線監(jiān)測,由于探測球在管內(nèi)隨介質(zhì)漂流,容易發(fā)生堵塞、停運等事故,并且探測球比較昂貴,運行成本較高;第三類是基于電纜檢漏法,目前使用的電纜主要有油溶性電纜、滲透性電纜、分布式傳感器電纜三種,電纜與管道平行敷設(shè),當(dāng)泄漏的物質(zhì)滲入電纜后,會引起電纜特征的變化,以此來實現(xiàn)對泄漏的檢測和定位,這類方法非常靈敏,對于小漏和緩慢泄漏均有較好的效果,但電纜價格和施工費都較高,電纜一旦沾染上泄漏物后就要進行更換,它多用于液態(tài)

4、烴類燃料的泄漏檢測;第四類是基于管道壓力、流量、溫度等運行參數(shù)的外部檢漏法,它能實現(xiàn)在線監(jiān)測,是目前管道泄漏檢測和定位的研究主攻方向之一?!?、負壓波檢漏法精彩文檔實用標準文案  當(dāng)輸送管道發(fā)生泄漏時,以泄漏處為界,視輸送管道為上、下游兩個管道,由于輸送管道內(nèi)外壓差的存在,使得泄漏處的液體迅速流失,壓力突降。當(dāng)以泄漏前的壓力作為參考標準時,泄漏時產(chǎn)生的減壓波就稱為負壓波。該負壓波將以一定的速度向管道兩端傳播,經(jīng)過若干時間后分別被上、下游的壓力傳感器檢測到。根據(jù)檢測到的負壓力波的波形特征,就可以判斷是否發(fā)生了泄漏,再根據(jù)負壓力波傳到上、下游傳感器的時間差和負壓力波的傳播速度就可以進行泄漏

5、點的定位。負壓波檢漏法不需要數(shù)學(xué)模型,計算量小,適用于發(fā)生快速的、突發(fā)性泄漏的場合,并且大多數(shù)只用壓力信號,特別適合我國管道應(yīng)用。采用負壓力波進行泄漏檢測和定位主要有相關(guān)分析法、時間序列法和小波變換法三種?! 。?)相關(guān)分析法  圖1為相關(guān)分析法確定泄漏位置示意圖,對壓力測點P1、P2的壓力信號進行相關(guān)處理: 圖1 相關(guān)分析法確定泄漏位置示意圖  當(dāng)沒有發(fā)生泄漏時,相關(guān)函數(shù)將維持一相相對恒定值;當(dāng)發(fā)生泄漏時,R(r)將發(fā)生變化,當(dāng)變化量達到一定數(shù)值時,則認為發(fā)生了泄漏。t1、t2分別為負壓力波到達P1、P2點的時間,當(dāng)r=t1-t2時,R(r)將達到最大值,即    (2)時間序列分析

6、法  時間序列分析法是通過輸送管道兩端的壓力傳感器檢測到的壓力信號構(gòu)成兩個時間序列,分別對應(yīng)于輸送管道正常狀態(tài)和泄漏狀態(tài),用Kullback信息測度對這兩個時間序列進行分析,根據(jù)預(yù)先確定好的閥值按照一定的策略進行預(yù)警和報警,從而實現(xiàn)對輸送管道的泄漏監(jiān)測。但這種方法不能實現(xiàn)對泄漏點位置的定位,故不宜單獨使用,但可與其它方法結(jié)合起來使用?! 。?)小波變換精彩文檔實用標準文案  小波變換在噪聲消除、微弱信號的提取和圖像處理等方面,特別是對突變信號的處理具有明顯優(yōu)勢,應(yīng)用小波變換對負壓力波信號進行“細化和放大”,捕捉負壓力波信號的特征點,來實現(xiàn)對液體輸送管道泄漏的檢測和定位。例如,通過小波變

7、換來檢測瞬態(tài)負壓力波的下降沿進行泄漏檢測,通過確定負壓力波到達上、下游壓力測點的時間差來進行泄漏點的定位?! ?yīng)注意的是,除了泄漏,在泵和閥的正常操作時也有可能會產(chǎn)生負壓力波,但泄漏產(chǎn)生的負壓力波與正常操作產(chǎn)生的負壓力波特征有較大區(qū)別,并且這兩種負壓力波方向不同。為確定負壓波傳播的方向,可分別在距P1和P2一定距離處再設(shè)兩個壓力測點P3、P4(見圖1),利用P1和P3、P2和P4的組合即可檢測出負壓力波源的方向,只有檢測到負壓力波源來自P1和P

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