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1、·46·化工设备与管道第40卷油管道泄漏检测定位技术王岚王毅(西安交通大学环境与化学工程学院,西安710000)摘要管道泄漏定位技术是管道管理工作人员非常关注的一个问题,管道泄漏定位系统也是管道泄漏检测系统的重要组成部分。本文介绍了一些国内外用于油管道泄漏检测定位的方法以及一些新的其它方法,并分析了各种方法的利弊。指出只有快速准确地确定漏点位置,才能及时采取措施,减少损失。关键词管道泄漏检测泄漏定位管道输送具有成本低,节省能源,安全性高及供泄漏点的定位,但是容易发生堵塞停运等严重事故,给稳定等优点。我国的管道运输业发展的很快,到而且造价很高,对管道条件要求严格,不适合
2、进行长2000年末,我国油气管道总长度已超过20000km。但时间监测。由于不可避免的腐蚀、自然或人为损坏等因素,管道1.2负压波定位技术泄漏事故频繁发生。如果泄露后不采取及时的措施,负压波法是目前国内外应用比较多的管道泄漏不仅对能源造成极大的浪费、经济损失,而且会导致检测和泄漏定位的方法。当管道发生泄漏后,在泄漏环境污染。由于管道泄漏后可能带来严重后果,管道点的周围会产生一个负压,该负压会沿着管道的上泄漏的预防及泄漏发生后的及时报警、定位,对重大下游传播,称之为负压波。该负压的大小与泄漏孔和事故的预防具有极为重要的现实意义。所以管道泄泄漏量的大小有关。同时由于负压到
3、达安装在管道漏定位技术在实际工作中有着非常重要的作用,在两端的压力传感器的时间不同,可以通过测量该时已检测出管道发生泄漏的基础上,只有快速准确地间差并利用信号相关处理方法来确定泄漏点的位确定漏点位置,才能及时采取措施,减少损失。置。负压传播的速度与在管道内介质中传播的声速1管道泄漏检测定位的主要方法相同。这就是用压力波进行泄漏诊断的原理。图中,泄漏点定位是管道泄漏检测中一项关键技术,L为管道长度,x为泄漏点,t1和t2为负压波传播到如何快速准确地确定泄漏点的位置是管道泄漏检测上下游的时间。系统的重要组成部分。目前已有的检漏方法中,流量平衡法、压力突变法和温度监测法等泄
4、漏检测方法不能用于确定泄漏点的位置。基于硬件的方法,如检漏电缆法、光纤传感器等价格昂贵,不适于长输管道的泄漏检测定位。下面介绍工程实际中常用的一些方法。1.1管内检测法这类方法是通过漏磁技术、超声波技术、涡流技术、录像技术等投球技术将探测球从管道的一端放图1负压波定位原理入,该探测球在管道内部借助流动介质的推动顺流定位公式为:而下,利用各种技术采集管道内的各种信息,然后从XL+a△t(1)L=2管道的另一端将探测球取出,最后进行数据分析和式中XL—泄漏点距首端测压点的距离,m;处理,确定漏点位置。此检测法能够比较准确地进行L—管道全长,m;©1995-2004Tsin
5、ghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.2004年第3期·47·a—负压波在管道流体介质中的传播速度,m/s;于比较小的泄漏或已经发生的泄漏效果不佳。不过△t—上下游传感器接收到压力波的时间差△t=随着新型高精度传感器和高速计算机的使用,随着t1-t2,s。信号检测和信号处理技术的发展,尤其是人工神经如何检测到并识别泄漏引发的负压波是提高负网络和模式识别技术的开发研究,通过不断改进算压波法检测定位准确性和灵敏度的关键。所以,应区法和动力模型,负压波管道泄漏检测定位方法可进分由泄漏引起的负压波和操作中因改变操作条
6、件一步提高其性能。(如泵的启、停,阀门的开、闭)引起的压力波动。由于1.3基于软件的定位方法由泵、阀引起的负压波与泄漏产生的负压波方向不(1)统计决策法同,文[1]提出利用模式识别技术,在管道的每一端在众多的泄漏检测方法中,由壳牌公司开发的仅需一个压力传感器,进行泄漏的检测与定位。管道统计决策法是一种比较新的检测方法。它使用统计发生泄漏后,要及时发现泄漏位置就必须精确地获学方法,对管道的入、出口实测的压力、流量值进行得泄漏引发的压力波传播到上下游传感器的时间分析,连续计算发生泄漏的概率。在泄漏确定以后,差,这就必须准确地捕捉到泄漏压力波信号序列的可以通过实测的压力、流
7、量值计算泄漏量的大小,并对应特征点。而由于工业现场中不可避免的电磁干使用最小二乘法进行泄漏定位。对于单管,可用最小[2]扰、泵的振动等因素,使得采集到的压力波信号序列二乘法按下式进行泄漏的定位计算:ŠŠ”2附加了大量噪声,所以定位的关键就是如何从噪声Pi-Po-KLMoXL=”2”2)(2)中准确地提取出信号的特征点。文[3]提出了利用小K(Mi-Mo波变换进行滤噪。小波分析能同时反映出信号在时式中:XL—为泄漏点距离管道首端的距离;ŠŠ””域和频域的局部的和整体的信息,并能随信号频率Pi、Po、Mi和Mo—分别为管道入口和出口处的的变化自动地调整时
