試述燃氣管道泄漏檢測技術(shù)和方法

1、<p>　　試述燃氣管道泄漏檢測技術(shù)和方法</p><p>　　摘 要：在燃氣管道輸送的過程中，潛在的最大危險就是燃氣管道泄漏.本文介紹了世界上檢測燃氣管道泄漏的主要方法，根據(jù)這些管道泄漏的檢測原理，分別指出了這些檢測方法的優(yōu)缺點 </p><p>　　關(guān) 鍵 詞： 燃氣；管道；泄漏檢測；直接法；間接法 </p><p>　　中圖分類號：TU996.7文獻

2、標識碼： A </p><p><b>　　1直接檢測方法 </b></p><p>　　1)人工巡檢法。這種方法比較容易實現(xiàn)，現(xiàn)今是我國燃氣公司在泄漏檢測時的常用的一種。由巡線工人手持燃氣檢漏儀或檢漏車定期沿管道敷設(shè)路徑巡視，通過看、聞、聽等多種方式來判斷是否有燃氣泄漏。對于泥土地面，用可調(diào)節(jié)濃度大小的氣敏檢測儀直接在地面檢測，濃度最大點與管線定位一致點即為泄漏點。

3、對于城市街道常見的水泥瀝青地面，氣體泄漏后會沿著管道周圍的裂縫、空隙、疏松土壤竄流，不能穿透漏點上方的地表，在地面探測不到，而在遠離泄漏點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)智能爬機檢測法。眾所周知，爬機在管道工業(yè)中應(yīng)用的范圍非常大，如果配置各種傳感器，就能組成智能爬機檢測系統(tǒng)。目前利用爬機可以檢測管內(nèi)的壓力、流量、溫度以及管壁的完好程度。爬機可以分為2類:超聲波檢測器和漏磁

4、通檢測器，應(yīng)用較多的是漏磁通檢測器，即將爬機放入管內(nèi)，它就會在流體的推動下運動到下游，同時收集有關(guān)管內(nèi)流動和管壁完好程度的信息，對記錄在爬機內(nèi)的數(shù)據(jù)進行處理后，可以得到很多信息，同時也可以判斷管道是否泄漏。 </p><p>　　3)紅外線成像法。紅外線成像法是運用了當(dāng)管道發(fā)生泄漏時，泄漏點周圍土壤溫度的變化。通過紅外線遙感攝像裝置可以記錄輸氣管道周圍的地?zé)彷椛湫?yīng)，再利用光譜分析就可以檢測出泄漏位置[[3]。這

5、種方法可以較精確地定位泄漏點，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，引起管道泄漏點附近的測試光纖產(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間接檢測方法 </b></p><p>　　(1)基于信號處理的方法。主要通過對現(xiàn)場傳回的壓力、流量信號去除干擾后，采用特殊的分析手段提取信號突變位置及突變時間而實現(xiàn)泄漏檢測及定位。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、負壓波法、流量平衡法和聲學(xué)方法等。 </p><p>　?、賶毫μ荻确āＨ绻細庠诠艿乐幸云椒€(wěn)的速度流動的話，那么壓力值在管道

7、泄漏點處將導(dǎo)致管道沿線的壓力梯度分布呈折線變化，通過在泄漏點上游和下游分別設(shè)置兩個壓力傳感器測出它們的壓力梯度，就能算出實際泄漏位置。該方法原理簡單，計算量小，只要在管道兩端安裝壓力表即可。但是該方法沒有考慮溫度對管道中流體的粘度、摩阻及密度等參數(shù)的影響，而實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>　?、谪搲翰ǚ?。此種方法在國內(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，泄漏處將出現(xiàn)瞬態(tài)壓力突降，形成一個負壓波，該負壓波以一定的速度向管道兩端傳播，根據(jù)負壓波傳播到上下游端壓力傳感器的時間差和負壓波的傳播速度就可以確定泄漏點的具體位置。目前研究的焦點問題是如何精確決定時間差和對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、時間序列法、模式識別法和基于圖象處理的方法等。但負壓波法的缺點是只能檢測到大的突發(fā)性的泄漏，而對緩慢發(fā)生的小泄漏則不適用。 </p><p

9、>　?、哿髁科胶夥ā１娝苤?，此種方法是一種最為普遍應(yīng)用的也是基本的檢測方法，它也可以叫做質(zhì)量分析法。它根據(jù)進出口管道流體的流量差來判斷管道是否發(fā)生泄漏。這種方法簡單直觀、易于實現(xiàn)，但由于流量測量受流體成分、溫度以及壓力等參數(shù)變化的影響較大，因此測量的準確度比較低，同時該方法需要在管線兩端安裝高精度的流量計，成本較高，也不能實現(xiàn)泄漏位置的定位。 </p><p>　?、苈暡ǚ?。當(dāng)管道發(fā)生泄漏的時候，泄露處會

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

11、模型的方法。此種方法是基于建立管道的實時動態(tài)模型上，然后利用模型對管道系統(tǒng)的參數(shù)進行在線估算，將估算結(jié)果按照特定的算法處理來進行泄漏故障診斷，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)估計法、系統(tǒng)辨識法、實時模型法等。 </p><p>　?、倩跔顟B(tài)估計的方法。此種方法在實施起來有一定的難度，首先要對管道內(nèi)的氣體流動狀態(tài)進行機理建模，得到一個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)計狀態(tài)估計器對系統(tǒng)進行狀態(tài)估計，估計器可以是觀測器或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)計估計器，模型中不含有泄漏的信息;當(dāng)泄漏發(fā)生時模型估計值會和實際測最值產(chǎn)生偏差，用偏差信號來進行檢測定位。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，通過狀態(tài)估計得到這幾個預(yù)先假定

13、的泄漏點的泄漏量估計值，運用適當(dāng)?shù)乃惴ū憧蛇M行泄漏檢測與定位。 </p><p>　?、诨谙到y(tǒng)辨識的方法。這種方法是通過描述系統(tǒng)在實際工作過程的數(shù)學(xué)模型，然后這種模型決定系統(tǒng)運行規(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，描述系統(tǒng)工作過程的物理規(guī)律就會發(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>　?、蹖崟r模型法。顧名思義，此種方法就是建立管內(nèi)流體實時的動態(tài)模型，同時利用了流體的質(zhì)量，動量以及能量守恒定律，此模型與實際管道同步執(zhí)行，定時采集管道上的一組實際值，如管道首末端的壓力和流量，運用這些測量值，由模型觀測管道中流體的壓力和流量值，然后將這些觀測值與實測值作比較來檢漏，若二者不一致，則說明管道發(fā)生泄漏。泄漏檢測和定位分三步，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)計算管道各處壓力;再將計算出的兩條管道壓力曲線進行比較，其交點即為漏點位置。 </p><p><b>　　結(jié)語 </b></p><p>　　在燃氣管道安全輸送的過程中最大的隱患就是泄漏，如何準確預(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)定運行是一個綜合性課題。在保證燃氣管道安全運行的同時，不要忘了采用既經(jīng)濟又實

16、用的檢測方法，還需要各個方面加以重視，比如管道施工，日常運行管理等等，以最大程度地減免泄漏事故的發(fā)生。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]嚴銘卿，廉樂民.天然氣褚配工程[M].北京:中國建筑工業(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展[[J]煤氣與熱力

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