試述燃?xì)夤艿佬孤z測(cè)技術(shù)和方法

1、<p>　　試述燃?xì)夤艿佬孤z測(cè)技術(shù)和方法</p><p>　　摘 要：在燃?xì)夤艿垒斔偷倪^(guò)程中，潛在的最大危險(xiǎn)就是燃?xì)夤艿佬孤?本文介紹了世界上檢測(cè)燃?xì)夤艿佬孤┑闹饕椒?，根?jù)這些管道泄漏的檢測(cè)原理，分別指出了這些檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn) </p><p>　　關(guān) 鍵 詞： 燃?xì)?；管道；泄漏檢測(cè)；直接法；間接法 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU996.7文獻(xiàn)

2、標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　1直接檢測(cè)方法 </b></p><p>　　1)人工巡檢法。這種方法比較容易實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)今是我國(guó)燃?xì)夤驹谛孤z測(cè)時(shí)的常用的一種。由巡線工人手持燃?xì)鈾z漏儀或檢漏車(chē)定期沿管道敷設(shè)路徑巡視，通過(guò)看、聞、聽(tīng)等多種方式來(lái)判斷是否有燃?xì)庑孤?。?duì)于泥土地面，用可調(diào)節(jié)濃度大小的氣敏檢測(cè)儀直接在地面檢測(cè)，濃度最大點(diǎn)與管線定位一致點(diǎn)即為泄漏點(diǎn)。

3、對(duì)于城市街道常見(jiàn)的水泥瀝青地面，氣體泄漏后會(huì)沿著管道周?chē)牧芽p、空隙、疏松土壤竄流，不能穿透漏點(diǎn)上方的地表，在地面探測(cè)不到，而在遠(yuǎn)離泄漏點(diǎn)的地面裂縫中才能探到，此種情況需鉆孔探漏。 </p><p>　　2)管內(nèi)智能爬機(jī)檢測(cè)法。眾所周知，爬機(jī)在管道工業(yè)中應(yīng)用的范圍非常大，如果配置各種傳感器，就能組成智能爬機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)。目前利用爬機(jī)可以檢測(cè)管內(nèi)的壓力、流量、溫度以及管壁的完好程度。爬機(jī)可以分為2類:超聲波檢測(cè)器和漏磁

4、通檢測(cè)器，應(yīng)用較多的是漏磁通檢測(cè)器，即將爬機(jī)放入管內(nèi)，它就會(huì)在流體的推動(dòng)下運(yùn)動(dòng)到下游，同時(shí)收集有關(guān)管內(nèi)流動(dòng)和管壁完好程度的信息，對(duì)記錄在爬機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，可以得到很多信息，同時(shí)也可以判斷管道是否泄漏。 </p><p>　　3)紅外線成像法。紅外線成像法是運(yùn)用了當(dāng)管道發(fā)生泄漏時(shí)，泄漏點(diǎn)周?chē)寥罍囟鹊淖兓?。通過(guò)紅外線遙感攝像裝置可以記錄輸氣管道周?chē)牡責(zé)彷椛湫?yīng)，再利用光譜分析就可以檢測(cè)出泄漏位置[[3]。這

5、種方法可以較精確地定位泄漏點(diǎn)，靈敏度也較高，但不適用埋設(shè)較深的管道檢漏。 </p><p>　　4)分布式光纖檢漏法。此種方法是應(yīng)用了光纖的干涉原理。首要做的就是在管道附近沿管道并排鋪設(shè)一條光纜，也可以利用與管道同溝敷設(shè)的通訊光纜，當(dāng)管道發(fā)生泄漏時(shí)，引起管道泄漏點(diǎn)附近的測(cè)試光纖產(chǎn)生應(yīng)力應(yīng)變，從而造成該處光波相位調(diào)制，產(chǎn)生相位調(diào)制的光波沿，示光纖分別向傳感器的兩端傳播。 </p><p>&

6、lt;b>　　2間接檢測(cè)方法 </b></p><p>　　(1)基于信號(hào)處理的方法。主要通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)傳回的壓力、流量信號(hào)去除干擾后，采用特殊的分析手段提取信號(hào)突變位置及突變時(shí)間而實(shí)現(xiàn)泄漏檢測(cè)及定位。此法不需要建立管道的數(shù)學(xué)模型，主要包括壓力梯度法、負(fù)壓波法、流量平衡法和聲學(xué)方法等。 </p><p>　?、賶毫μ荻确?。如果燃?xì)庠诠艿乐幸云椒€(wěn)的速度流動(dòng)的話，那么壓力值在管道

7、泄漏點(diǎn)處將導(dǎo)致管道沿線的壓力梯度分布呈折線變化，通過(guò)在泄漏點(diǎn)上游和下游分別設(shè)置兩個(gè)壓力傳感器測(cè)出它們的壓力梯度，就能算出實(shí)際泄漏位置。該方法原理簡(jiǎn)單，計(jì)算量小，只要在管道兩端安裝壓力表即可。但是該方法沒(méi)有考慮溫度對(duì)管道中流體的粘度、摩阻及密度等參數(shù)的影響，而實(shí)際情況下管道沿線壓力分布是非線性的，因此該法定位精度較低。 </p><p>　?、谪?fù)壓波法。此種方法在國(guó)內(nèi)的研究所或者技術(shù)人員中被研究的比較多，當(dāng)管道某處

8、突然發(fā)生泄漏時(shí)，泄漏處將出現(xiàn)瞬態(tài)壓力突降，形成一個(gè)負(fù)壓波，該負(fù)壓波以一定的速度向管道兩端傳播，根據(jù)負(fù)壓波傳播到上下游端壓力傳感器的時(shí)間差和負(fù)壓波的傳播速度就可以確定泄漏點(diǎn)的具體位置。目前研究的焦點(diǎn)問(wèn)題是如何精確決定時(shí)間差和對(duì)傳播速度公式的修正，主要研究方法有相關(guān)分析法、小波變換法、時(shí)間序列法、模式識(shí)別法和基于圖象處理的方法等。但負(fù)壓波法的缺點(diǎn)是只能檢測(cè)到大的突發(fā)性的泄漏，而對(duì)緩慢發(fā)生的小泄漏則不適用。 </p><p

9、>　?、哿髁科胶夥?。眾所周知，此種方法是一種最為普遍應(yīng)用的也是基本的檢測(cè)方法，它也可以叫做質(zhì)量分析法。它根據(jù)進(jìn)出口管道流體的流量差來(lái)判斷管道是否發(fā)生泄漏。這種方法簡(jiǎn)單直觀、易于實(shí)現(xiàn)，但由于流量測(cè)量受流體成分、溫度以及壓力等參數(shù)變化的影響較大，因此測(cè)量的準(zhǔn)確度比較低，同時(shí)該方法需要在管線兩端安裝高精度的流量計(jì)，成本較高，也不能實(shí)現(xiàn)泄漏位置的定位。 </p><p>　?、苈暡ǚ?。當(dāng)管道發(fā)生泄漏的時(shí)候，泄露處會(huì)

10、產(chǎn)生與平常時(shí)候不同的聲音，泄漏產(chǎn)生的噪音強(qiáng)度及清晰度受到管內(nèi)壓力、泄漏點(diǎn)的孔尺寸及形狀、管道直徑、壁厚，以及材質(zhì)等因素的影響。通過(guò)安裝在管道外壁的聲波傳感器可監(jiān)測(cè)到泄漏聲信號(hào)的大小和位置，無(wú)泄漏時(shí)，聲波傳感器獲得的是背景噪聲信號(hào)，有泄漏時(shí)，可探測(cè)到低頻泄漏聲信號(hào)，如采用兩個(gè)以上的傳感器，通過(guò)相關(guān)分析即可對(duì)泄漏源進(jìn)行定位，其優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)速度快，成本低，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，缺點(diǎn)是檢測(cè)距離短。 </p><p>　　（2）基于

11、模型的方法。此種方法是基于建立管道的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)模型上，然后利用模型對(duì)管道系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行在線估算，將估算結(jié)果按照特定的算法處理來(lái)進(jìn)行泄漏故障診斷，這就是基于模型的方法的基本思想。這類方法首先需要建立管道的模型，根據(jù)建立模型的方法，可分為狀態(tài)估計(jì)法、系統(tǒng)辨識(shí)法、實(shí)時(shí)模型法等。 </p><p>　?、倩跔顟B(tài)估計(jì)的方法。此種方法在實(shí)施起來(lái)有一定的難度，首先要對(duì)管道內(nèi)的氣體流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行機(jī)理建模，得到一個(gè)非線性的分布式參數(shù)

12、系統(tǒng)模型，通常可以使用差分法或特征線法將其線性化;然后設(shè)計(jì)狀態(tài)估計(jì)器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)，估計(jì)器可以是觀測(cè)器或Kalman濾波器。根據(jù)建立的模型的特征，又可分為不包含故障的模型法和包含故障的模型法。不包含故障的模型法首先建立管道模型并設(shè)計(jì)估計(jì)器，模型中不含有泄漏的信息;當(dāng)泄漏發(fā)生時(shí)模型估計(jì)值會(huì)和實(shí)際測(cè)最值產(chǎn)生偏差，用偏差信號(hào)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)定位。包含故障的模型法建立的管道模型預(yù)先假定管道有幾處指定的位置發(fā)生了泄漏，通過(guò)狀態(tài)估計(jì)得到這幾個(gè)預(yù)先假定

13、的泄漏點(diǎn)的泄漏量估計(jì)值，運(yùn)用適當(dāng)?shù)乃惴ū憧蛇M(jìn)行泄漏檢測(cè)與定位。 </p><p>　?、诨谙到y(tǒng)辨識(shí)的方法。這種方法是通過(guò)描述系統(tǒng)在實(shí)際工作過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，然后這種模型決定系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律的物理定理，系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型中的各種方程的系數(shù)實(shí)際上就是許多物理參數(shù)的函數(shù)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，描述系統(tǒng)工作過(guò)程的物理規(guī)律就會(huì)發(fā)生變化。在通常情況下，這些變化表現(xiàn)在物理參數(shù)的變化上，物理參數(shù)的變化引起數(shù)學(xué)模型方程中的系數(shù)的改變，從而影響

14、系統(tǒng)的輸出。 </p><p>　?、蹖?shí)時(shí)模型法。顧名思義，此種方法就是建立管內(nèi)流體實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)模型，同時(shí)利用了流體的質(zhì)量，動(dòng)量以及能量守恒定律，此模型與實(shí)際管道同步執(zhí)行，定時(shí)采集管道上的一組實(shí)際值，如管道首末端的壓力和流量，運(yùn)用這些測(cè)量值，由模型觀測(cè)管道中流體的壓力和流量值，然后將這些觀測(cè)值與實(shí)測(cè)值作比較來(lái)檢漏，若二者不一致，則說(shuō)明管道發(fā)生泄漏。泄漏檢測(cè)和定位分三步，首先根據(jù)管道人口端的壓力傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算管道各處

15、壓力;然后根據(jù)管道出口端的壓力傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算管道各處壓力;再將計(jì)算出的兩條管道壓力曲線進(jìn)行比較，其交點(diǎn)即為漏點(diǎn)位置。 </p><p><b>　　結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　在燃?xì)夤艿腊踩斔偷倪^(guò)程中最大的隱患就是泄漏，如何準(zhǔn)確預(yù)防泄漏事故的發(fā)生，甚至是避免事故的發(fā)生，保證全線安全穩(wěn)定運(yùn)行是一個(gè)綜合性課題。在保證燃?xì)夤艿腊踩\(yùn)行的同時(shí)，不要忘了采用既經(jīng)濟(jì)又實(shí)

16、用的檢測(cè)方法，還需要各個(gè)方面加以重視，比如管道施工，日常運(yùn)行管理等等，以最大程度地減免泄漏事故的發(fā)生。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]嚴(yán)銘卿，廉樂(lè)民.天然氣褚配工程[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005:7 </p><p>　　[2]肖建蘭，呂保和 氣體管道泄漏模型的研究進(jìn)展[[J]煤氣與熱力

17、，2006 (2):7-9 </p><p>　　[3]李光海，王勇，劉時(shí)風(fēng)基于聲發(fā)射技術(shù)的管道泄漏檢測(cè)系統(tǒng)[[J].自動(dòng)化儀表，2002. 23 (5) 20-23. </p><p>　　[4]胡志新，張桂蓮.利用分布式光纖傳感技術(shù)檢測(cè)天然氣于道泄[J」傳感器技術(shù)，2003(10):47-49;53. </p><p>　　[5]周攻，靳廿久，張的超，等.分布式