輸油管道泄漏檢測(cè)及定位技術(shù)綜述

1、本文由tonyxiong77992貢獻(xiàn)pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。ｉｌｔｔ信■ｏ科教前沿ｏ２００８年第３５搠輸油管道泄漏檢測(cè)及定位技術(shù)綜述朱志千王兮璐Ｉ西安科技大學(xué)陜西西安７１００５４）【摘要】輸油管道的泄露，不僅會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)帶來(lái)極大的危險(xiǎn)，而且套造成對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染。對(duì)此，本文系統(tǒng)介紹了近年來(lái)國(guó)內(nèi)，Ｆ，ＩＩ油管線泄?jié)M檢測(cè)及定位技術(shù)，并對(duì)比了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。【關(guān)鍵詞

2、】輸油管絨；泄露；檢測(cè)；定位０引‘言管道運(yùn)輸具有平穩(wěn)連續(xù)，安全性好，運(yùn)輸量大，質(zhì)量易保證，物料損失小以及占地少，運(yùn)贊低等特點(diǎn)，已經(jīng)成為石油運(yùn)輸?shù)氖走x方式。然而由于管道服役時(shí)間不斷增長(zhǎng)而逐漸老化，或受到各種介質(zhì)的腐蝕以及人為破壞等因素，會(huì)引起管道泄漏，嚴(yán)重威脅著輸油管線的安全，及周?chē)淖匀画h(huán)境，同時(shí)帶來(lái)不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。目前，國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)多種輸油管線泄漏檢測(cè)及定位方法，其中包括基于硬件的檢測(cè)方法，如人工巡線、“管道豬”、聲發(fā)射技術(shù)等；基于

3、軟件的檢測(cè)方法，如負(fù)壓波法、壓力梯度法等。時(shí)性較強(qiáng)，對(duì)泄漏點(diǎn)的定位較為精確。但是，聲發(fā)射信號(hào)在輸油管道上傳播的距離極為有限，不利于長(zhǎng)距離檢測(cè)。閉基于硬件檢測(cè)的方法還有很多。比如管內(nèi)智能爬機(jī)系統(tǒng)（即“管道豬”）、光線檢測(cè)、電纜檢測(cè)及ＧＰＳ檢測(cè)等。３軟件檢測(cè)方法基于軟件的檢測(cè)方法是指根據(jù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（如ＳＣＡＤＡ系統(tǒng)）實(shí)時(shí)采集管道的流量、壓力溫度及其他數(shù)據(jù)，利用流量或壓力的變化、物料或動(dòng)量平衡、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型、壓力梯度等原理，通過(guò)計(jì)算對(duì)

4、泄漏進(jìn)行檢測(cè)和定位。３１負(fù)壓波檢測(cè)法當(dāng)管道發(fā)生突然泄漏時(shí)，由泄漏部位會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向管道上游或管道下游傳播的減壓波，稱(chēng)之為負(fù)壓波。在管道兩端設(shè)置壓力傳感器，當(dāng)傳感器檢測(cè)到負(fù)壓波。就可以削斷泄漏并對(duì)泄漏進(jìn)行定位。應(yīng)用負(fù)壓渡檢測(cè)法的關(guān)鍵問(wèn)題是如何區(qū)分正常操作與泄漏帶來(lái)的負(fù)壓波。負(fù)壓波檢測(cè)法靈敏準(zhǔn)確?？梢匝杆俚貦z測(cè)出大的泄漏，但是對(duì)于比較小的泄漏或已經(jīng)發(fā)生的泄漏效果則／ｆｉ明顯?！常保常矇毫μ荻确ó?dāng)輸油管道內(nèi)原油流動(dòng)平穩(wěn)時(shí)壓力沿管道是線性變化的

5、，也就是說(shuō)壓力呈斜直線分布。在管道的上、下游分別設(shè)置兩個(gè)壓力傳感器通過(guò)上、下游的壓力信號(hào)可分別訃算出管道的壓力梯度。當(dāng)管道發(fā)生泄漏時(shí)，泄漏點(diǎn)前的流量變大，壓力梯度變陡；泄漏點(diǎn)后的流量變小，壓力梯度變平，其折點(diǎn)就是泄漏點(diǎn)。由此可以計(jì)算出泄漏點(diǎn)的位置。在實(shí)際運(yùn)行中，由于沿管道壓力梯度是非線性分布，因此壓力梯度法的定位精度較差，并且儀表測(cè)量的精度和安裝位置都對(duì)定位結(jié)果有較大的影響。３３小波分析法小波分析是２０世紀(jì)８０年代中期發(fā)展起來(lái)新的數(shù)學(xué)理

6、論和方法，是一種良好的時(shí)頻分析工具。利用小波分析可以檢測(cè)信號(hào)的突變、去嗓、提取系統(tǒng)波形特征、提取故障特征進(jìn)行故障分類(lèi)和識(shí)別等。因此，可以利用小波變換檢測(cè)泄漏引發(fā)的壓力突降點(diǎn)并對(duì)其進(jìn)行消噪，以此檢測(cè)泄漏并提高檢測(cè)的精度。小波變換法的優(yōu)點(diǎn)是不需要管線的數(shù)學(xué)模型。對(duì)輸入信號(hào)的要求較低，計(jì)算量也不大，可以進(jìn)行在線實(shí)時(shí)泄漏檢測(cè)?？朔肼暷芰?qiáng)，但是，此方法對(duì)由工況變化及泄漏引起的壓力突降難以識(shí)別易產(chǎn)生誤報(bào)。３４瞬變模型法瞬變模型法是建立管道內(nèi)流體

7、流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，在一定邊界條件下求解管道內(nèi)流場(chǎng)。然后將計(jì)算值與管道端的實(shí)測(cè)值相比較。當(dāng)實(shí)測(cè)值與計(jì)算值的偏差大于一定范圍時(shí)，即認(rèn)為發(fā)生了泄漏。在泄漏定位中使用穩(wěn)態(tài)模型。根據(jù)管道內(nèi)的壓力梯度變化可以確定泄漏點(diǎn)的位置。瞬變模型法的報(bào)警門(mén)限值與測(cè)量?jī)x器誤差、流動(dòng)模型誤差、數(shù)值方限性，經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的機(jī)房管理系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上將傳統(tǒng)的ＣＩＳ中的ｓ改為Ｓ和Ｓ，即將原模型大Ｓ中的功能分配到相應(yīng)的主服務(wù)器ｓ和分服務(wù)器ｓ，實(shí)現(xiàn)任務(wù)分擔(dān)，這樣既解決了原Ｃ／Ｓ中服務(wù)器

8、負(fù)荷過(guò)重的現(xiàn)象。又解決了網(wǎng)絡(luò)隨終端數(shù)量的增加出現(xiàn)過(guò)、度繁忙的現(xiàn)象?！娟P(guān)鍵詞】Ｃ／Ｓ模型；任務(wù)分擔(dān)；Ｃ／ｓ／Ｓ模型；遠(yuǎn)程換醒一、高校機(jī)房管理系統(tǒng)改進(jìn)的必要性學(xué)校的計(jì)算機(jī)房不但要滿足學(xué)校教學(xué)管理的需要，還要滿足學(xué)生課余時(shí)間上網(wǎng)查詢(xún)資料及其它應(yīng)用的需要。作為一套機(jī)房管理軟件，它必須具備以下功能：課前，教師可以上課預(yù)約，在正常的上課時(shí)間，教師可以利用管理軟件檢查設(shè)備狀況、對(duì)學(xué)生進(jìn)行考勤，學(xué)生使用計(jì)算機(jī)不能計(jì)費(fèi)；在課余時(shí)間，學(xué)?？蓪?duì)學(xué)生收取一定的

9、服務(wù)費(fèi)。但在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，許多學(xué)校目前采用刷卡的方式，這種刷卡方式，在學(xué)生上機(jī)的時(shí)候，需要人員進(jìn)行監(jiān)督，下機(jī)的時(shí)候，仍需要人員進(jìn)行監(jiān)督。如果使用硬件解決方案，會(huì)增加設(shè)備成本與維護(hù)成本。同時(shí)隨著學(xué)校規(guī)模的口益擴(kuò)大，在校學(xué)生人數(shù)的日益增多，機(jī)房的計(jì)算機(jī)數(shù)量也越來(lái)越多，上機(jī)的人數(shù)也越來(lái)越多，且許多學(xué)校存在多校區(qū)現(xiàn)象，這樣就出現(xiàn)設(shè)備分散分布的現(xiàn)狀。如果用這種刷卡的方式。必然會(huì)使得工作人員的工作量加大。為了保證設(shè)備管理的高效性、集中管理的統(tǒng)一

10、性、課余時(shí)間上機(jī)的靈活性，同時(shí)又能減輕工作人員的工作負(fù)擔(dān)，所以從應(yīng)用上來(lái)講必然需要有一套有效的軟件來(lái)進(jìn)行管理控制。從技術(shù)上來(lái)講，現(xiàn)在很多的機(jī)房管理軟件都是采用Ｃ，ｓ即客戶，服務(wù)器模式，在這種模式下，當(dāng)客戶數(shù)量過(guò)多、數(shù)據(jù)量大量增多時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)服務(wù)器負(fù)荷過(guò)重，嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)服務(wù)器崩潰現(xiàn)象，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量也會(huì)明顯加大，加重了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)，為了避免這種情況的出現(xiàn)，從技術(shù)上有改進(jìn)的必要，從而為任務(wù)分擔(dān)模型的提出提供了技術(shù)需求。勤。（２）主服務(wù)器Ｓ功

11、能主服務(wù)器Ｓ主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分發(fā)及各分服務(wù)數(shù)據(jù)的接收、對(duì)各分服務(wù)器的管理、教師上課預(yù)約等，其基本功能如右圖：（３）分服務(wù)器ｓ功能分服務(wù)器主要實(shí)現(xiàn)對(duì)主服務(wù)器數(shù)據(jù)的收發(fā)、對(duì)客戶端的控制管理、收費(fèi)的實(shí)現(xiàn)等。主要功能如右圖：任務(wù)分擔(dān)模型下高校機(jī)房管理系統(tǒng)的功能如下：基于任務(wù)分擔(dān)模型下高校機(jī)房管理系統(tǒng)功能有：（１）能實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸與控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)房管理的統(tǒng)一性。（２）教師能利用本軟件預(yù)約上機(jī)、檢查機(jī)房設(shè)備狀況、對(duì)學(xué)生考（３）計(jì)費(fèi)管理自動(dòng)進(jìn)行，實(shí)

12、現(xiàn)計(jì)費(fèi)無(wú)人值守。（４）采用服務(wù)器喚醒技術(shù)，服務(wù)器程序不啟動(dòng)。客戶程序界面不出現(xiàn)，開(kāi)放機(jī)房上機(jī)計(jì)費(fèi)和正常教學(xué)、工作使用互不影響。。機(jī)多用，符合學(xué)校對(duì)外開(kāi)放機(jī)房收費(fèi)的需要。（５）服務(wù)器程序和收費(fèi)充值程序分離，便于控制和管理，上機(jī)時(shí)無(wú)現(xiàn)金交易，增加收費(fèi)和費(fèi)用管理的透明度。（６）客戶端自動(dòng)上機(jī)計(jì)時(shí)顯示，便于用戶了解和掌握上機(jī)時(shí)間。（７）帳戶余額自動(dòng)檢測(cè)。防透支，余額不足，提前提醒并倒計(jì)時(shí)。（８）支持多管理員，功能分工，相互制約。二、任務(wù)分擔(dān)模型

13、的實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的Ｃ／Ｓ模型在實(shí)際應(yīng)用中有許多局限性，經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的機(jī)房管理系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上將傳統(tǒng)的Ｃ，ｓ中的Ｓ改為ｓ和Ｓ，即將原模型Ｓ中的功能分配到相應(yīng)的主服務(wù)器Ｓ和分服務(wù)器ｓ，實(shí)現(xiàn)任務(wù)分擔(dān)，這樣解決了原ｃ，Ｓ中服務(wù)器負(fù)荷過(guò)重的現(xiàn)象，也解決了網(wǎng)絡(luò)隨終端數(shù)量的增加出現(xiàn)過(guò)度繁忙的現(xiàn)象，其結(jié)構(gòu)及功能分工如下。（１）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如右圖所示，這種結(jié)構(gòu)改變了Ｃ／Ｓ模式，將Ｓ改為分服務(wù)器８和主服務(wù)器Ｓ即ｃ＾ｓ，ｓ，各客戶端的數(shù)據(jù)大部分可以在本地服務(wù)器