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(shí)，通過檢測系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)，準(zhǔn)確定位，能夠?qū)π孤c(diǎn)或盜油點(diǎn)及時(shí)進(jìn)行處理，將損失降低到最低點(diǎn)。

1.2 判斷及時(shí)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(diǎn)和盜油點(diǎn)全憑人眼觀察和經(jīng)驗(yàn)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(shí)發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)或者盜油點(diǎn)。并且目前巡線人員少，工作量大，容易疲勞產(chǎn)生惰性。長時(shí)間尋找不到泄漏點(diǎn)或者盜油點(diǎn)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(diǎn)或者盜油點(diǎn)監(jiān)測和定位由技術(shù)裝備來完成，這樣獲得的信息及時(shí)準(zhǔn)確，巡線人員就能夠?qū)κ录杆僮鞒龇磻?yīng)，及時(shí)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(cái)產(chǎn)安全，減少國家財(cái)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(bào)警

根據(jù)管道介質(zhì)流動(dòng)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(diǎn)所采集的流量、壓力和溫度數(shù)據(jù)，通過渠漏量計(jì)算，誤差分析、最大容許管道儲量變化分析，分類錯(cuò)誤概率及狀態(tài)分類的可靠性判斷，泄漏狀態(tài)報(bào)警及報(bào)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(shí)，泄漏所產(chǎn)生的擾動(dòng)總是沿管道向兩個(gè)端點(diǎn)傳播，當(dāng)該過程傳播到管道端點(diǎn)時(shí)，即將在管道的兩個(gè)端點(diǎn)產(chǎn)生影響，使其運(yùn)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(diǎn)的響應(yīng)時(shí)間也不同。根據(jù)所測量到的管道泄漏擾動(dòng)波首次傳播到兩個(gè)端點(diǎn)的時(shí)刻和時(shí)間差，即可由壓力波向下游和上游傳播的速度計(jì)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(bào)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(shí)間，消除外界撓動(dòng)產(chǎn)生的干擾。

綜上所述，當(dāng)首末兩站間某一點(diǎn)發(fā)生泄漏時(shí)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(shí)現(xiàn)報(bào)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(bào)警，但有壓力報(bào)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(yùn)用此方法時(shí)，必須基于SCADA系統(tǒng)和綜合運(yùn)用其它的檢漏方法，檢漏系統(tǒng)才能正確做出判斷。

2.3 動(dòng)態(tài)方程定位

實(shí)際管線的運(yùn)行往往是一動(dòng)態(tài)變化過程，可以用一動(dòng)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(dòng)態(tài)變化過程的影響各異，該動(dòng)態(tài)系統(tǒng)在邊界點(diǎn)（即管道端點(diǎn)）運(yùn)行參數(shù)的響應(yīng)也不一樣。本方法從管道實(shí)際運(yùn)行動(dòng)態(tài)規(guī)律出發(fā)，考慮泄漏的影響，根據(jù)管道端點(diǎn)運(yùn)行參數(shù)的動(dòng)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(diǎn)：

該泄漏檢測器基于管道動(dòng)態(tài)觀測器和狀態(tài)偏離的相關(guān)性，檢測器的計(jì)算簡單；由于是根據(jù)狀態(tài)偏離相關(guān)系數(shù)的統(tǒng)計(jì)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(dòng)時(shí)的泄漏位置計(jì)算公式，應(yīng)用適用性降低。但實(shí)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(dòng)摩阻系數(shù)，可通過學(xué)習(xí)器來修正；儀表測量誤差、零點(diǎn)漂移等外部干擾可通過設(shè)置報(bào)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(shí)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(shí)例。它可穩(wěn)定地運(yùn)行在WinNT、Win2000以及Windows XP上。

4 結(jié)束語

通過兩次試驗(yàn)以及以前的實(shí)際盜油情況定位分析結(jié)果可以看出，該系統(tǒng)報(bào)警時(shí)間小于50秒，定位精度較好，誤差達(dá)到了設(shè)計(jì)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(jì)要求。