在長輸管道中泄漏檢測系統(tǒng)的應(yīng)用

趙迎波

摘要：文中介紹了安裝泄漏檢測系統(tǒng)的必要性，泄漏檢測系統(tǒng)在長輸管道中的應(yīng)用原理及檢測方法。

關(guān)鍵詞：長輸管道；泄漏；檢測

1 安裝泄漏檢測系統(tǒng)的必要性

1.1 可降低損失

安裝該系統(tǒng)后，如果發(fā)生泄漏、盜油情況時，通過檢測系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)，準(zhǔn)確定位，能夠?qū)π孤c或盜油點及時進(jìn)行處理，將損失降低到最低點。

1.2 判斷及時準(zhǔn)確，反應(yīng)直接迅速

我們目前的巡線方式為常規(guī)巡線方式，對泄漏點和盜油點全憑人眼觀察和經(jīng)驗判斷，對人的依賴程度高，具有一定盲目性和偶然性，如果巡線人員在巡線過程中不夠細(xì)心或責(zé)任心不強(qiáng)，很難及時發(fā)現(xiàn)泄漏點或者盜油點。并且目前巡線人員少，工作量大，容易疲勞產(chǎn)生惰性。長時間尋找不到泄漏點或者盜油點容易產(chǎn)生壓力，喪失信心，對工作產(chǎn)生不利影響。安裝管線檢測系統(tǒng)后，對泄漏點或者盜油點監(jiān)測和定位由技術(shù)裝備來完成，這樣獲得的信息及時準(zhǔn)確，巡線人員就能夠?qū)κ录杆僮鞒龇磻?yīng)，及時趕到事故現(xiàn)場，采取有效措施，控制事態(tài)擴(kuò)大，保障人民群眾生命財產(chǎn)安全，減少國家財產(chǎn)損失，保護(hù)環(huán)境。

2 檢測系統(tǒng)的原理

2.1 質(zhì)量守恒泄漏報警

根據(jù)管道介質(zhì)流動質(zhì)量守恒原理，綜合考慮管壁、介質(zhì)密度、允許誤差限、泄漏檢測靈敏度和可靠性等影響因素，根據(jù)管道端點所采集的流量、壓力和溫度數(shù)據(jù)，通過渠漏量計算，誤差分析、最大容許管道儲量變化分析，分類錯誤概率及狀態(tài)分類的可靠性判斷，泄漏狀態(tài)報警及報警限的設(shè)置，確定管段內(nèi)是否有介質(zhì)泄漏。

2.2 波敏法泄漏定位

當(dāng)管道中發(fā)生泄漏時，泄漏所產(chǎn)生的擾動總是沿管道向兩個端點傳播，當(dāng)該過程傳播到管道端點時，即將在管道的兩個端點產(chǎn)生影響，使其運行參數(shù)發(fā)生變化。隨著泄漏發(fā)生位置的不同，管道端點的響應(yīng)時間也不同。根據(jù)所測量到的管道泄漏擾動波首次傳播到兩個端點的時刻和時間差，即可由壓力波向下游和上游傳播的速度計算出管道中泄漏的位置。但由于各管線的工況參數(shù)不同及輸送的介質(zhì)不同，壓力波的傳遞速度及衰減也不盡相同，要想準(zhǔn)確可靠的報警定位還進(jìn)行必要的修正。

波敏法泄漏定位采用壓力降、小波濾波、αβγ濾波的方式確定壓力變化的準(zhǔn)確時間，消除外界撓動產(chǎn)生的干擾。

綜上所述，當(dāng)首末兩站間某一點發(fā)生泄漏時必將引起上下游兩站壓力的下降，其幅度與泄漏速度有關(guān)，泄漏越快壓力下降越大，反之相同，通過監(jiān)視記錄兩站的壓力變化情況就可實現(xiàn)報警。但是，當(dāng)首末站出現(xiàn)人工操作調(diào)節(jié)泵及閥門等操作，出會出現(xiàn)報警，但有壓力報警不一定表示有泄漏（即泄漏不是壓力下降的充分必要條件）。而管線泄漏必然會引起輸差增大， 并具有突然性即泄漏是突然輸差增大的充分必要條件。運用此方法時，必須基于SCADA系統(tǒng)和綜合運用其它的檢漏方法，檢漏系統(tǒng)才能正確做出判斷。

2.3 動態(tài)方程定位

實際管線的運行往往是一動態(tài)變化過程，可以用一動態(tài)系統(tǒng)來描述。隨著泄漏位置、大小的不同，泄漏對這一動態(tài)變化過程的影響各異，該動態(tài)系統(tǒng)在邊界點（即管道端點）運行參數(shù)的響應(yīng)也不一樣。本方法從管道實際運行動態(tài)規(guī)律出發(fā)，考慮泄漏的影響，根據(jù)管道端點運行參數(shù)的動態(tài)響應(yīng)，建立管道泄漏檢測系統(tǒng)模型及方法，判定管道中是否存在泄漏及其位置和大小。

該泄漏檢測器具有下列特點：

該泄漏檢測器基于管道動態(tài)觀測器和狀態(tài)偏離的相關(guān)性，檢測器的計算簡單；由于是根據(jù)狀態(tài)偏離相關(guān)系數(shù)的統(tǒng)計性質(zhì)確定泄漏的位置，能夠有效的濾除噪聲的影響，對小泄漏的反應(yīng)靈敏度高；由于引入管道流體穩(wěn)定流動時的泄漏位置計算公式，應(yīng)用適用性降低。但實際應(yīng)用表明，該檢測器對變化劇烈的瞬變流同樣具有良好的檢測效果；檢測器的檢測結(jié)果同管道觀測器的性能有直接關(guān)系，而對觀測器性能影響較大且不易測定而又可能變化的是管道流動摩阻系數(shù)，可通過學(xué)習(xí)器來修正；儀表測量誤差、零點漂移等外部干擾可通過設(shè)置報警限來消除。

3 系統(tǒng)配置

3.1 檢漏系統(tǒng)的硬件

硬件系統(tǒng)的構(gòu)成由采集數(shù)據(jù)器、檢漏系統(tǒng)主機(jī)、信號處理前置機(jī)、全球定位授時系統(tǒng)GPS、租用電信局的DDN專線等構(gòu)成。

3.2 檢漏系統(tǒng)的軟件

PLF3.1是一套成熟、可可靠及適合中國國情的泄漏檢測系統(tǒng)，有大量的應(yīng)用實例。它可穩(wěn)定地運行在WinNT、Win2000以及Windows XP上。

4 結(jié)束語

通過兩次試驗以及以前的實際盜油情況定位分析結(jié)果可以看出，該系統(tǒng)報警時間小于50秒，定位精度較好，誤差達(dá)到了設(shè)計要求，從定位的結(jié)果看，每次定位值一致性好，其它指標(biāo)達(dá)到或優(yōu)于設(shè)計要求。