基于模型法的天然气管道泄漏检测及定位研究.pdf

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1、基于模型法的天然气管道泄漏检测及定位研究蒋蓉2015年1月中图分类号：UDC分类号：基于模型法的天然气管道泄漏检测及定位研究作者姓名蒋蓉学院名称信息与电子学院指导教师蒋耘晨答辩委员会主席仲顺安申请学位工学硕士学科专业电子科学与技术学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月Model-basedLeakDetectionandLocalizationofGasPipelineSystemCandidateName:RongJiangSchoolorDepartment:SchoolofInformationandElectronicsFacultyMentor:Yunch

2、enJiangChair,ThesisCommittee:ShunanZhongDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:：MicroelectronicsandSolidElectronicsDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:January,2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教

3、育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要管道技术在天然气输送中有着独特的优势。随着西部油田、气田的开发和“西气东输”工程的进行，管道运输将会在我国国民经济中占据越来越重要的地位。天然气管路的泄漏不仅导致资源的损失，同时极大地污染了环境，甚至发生了火灾爆炸，严重威胁人民生命财产的安全。高效迅速的天然气管道泄漏与定位方法是管道安全运行的重要保障。因此，对天然气管路泄漏检测和定位的研究，是一项有实际意义的工作。模型法天然气管道泄漏检测及定位技术基于气体

4、管道传输的流体模型，能够通过实时的管道压力数据，快速进行管道泄漏事故的判断。该方法经过国内外学者的深入研究以后，已经应用到实际管道事故检测当中，保障实际的生产活动。目前，模型法进行泄漏检测多采用液体适用的流体模型。由于没有考虑气体热力学性质以及可压缩性，该方法运用在天然气泄漏检测定位问题上时精度较低。天然气密度是模型法定位的一项重要参数，原有气体模型将天然气混合气体密度设为常数。一般来说，天然气在管道运输中压强较大，首尾端压降和初始压强比较不可忽略，另考虑到天然气混合气体的性质，不同组分的天然气会在不同环境中会有不同的密度，它的变化将直接影响着气体管道泄漏定位的精度。本课题从原

5、有天然气模型入手，首先利用气体管道流体模型，建立适合天然气定位使用的气体管道稳态模型。在此基础上，讨论了不同天然气组分对混合气体密度以及对模型法定位的影响。并对天然气混合气体密度进行更精确的建模，改进原有算法。仿真和实验结果表明，模型法天然气管道泄漏检测和定位能够实现简单、快速的泄漏定位；对天然气密度进行改进后的模型提高了天然气管道泄漏定位精度。关键词：天然气管道；稳态模型；泄漏定位；混合气体密度I北京理工大学硕士学位论文AbstractPipelinetransportationhasitsuniqueadvantageinnaturalgasproduction.Witht

6、hedevelopmentofwesternoilfieldsandtheWest-EastGasPipelineProject,themethodofpipelinetransportationwillbeincreasinglyimportantinthenationaleconomy.Naturalgaspipelineleakagesnotonlyleadtothelossofresources,butalsosignificantlypollutetheenvironment,evencanignitefireorexplosion,beingaseriousthre

7、attopeople’slivesandproperty.Thetechnologyofpipelineleakingdetectionandlocationisanimportantguaranteeforsafetyofpipelinetransportoperation.Therefore,thenaturalgaspipelineleakdetectionisaresearchfieldofgreatsignificance.Model-basedleakdetectionandlo