管道泄漏監(jiān)測技術的關鍵問題和定位方法
| 管道泄漏監(jiān)測技術的關鍵問題和定位方法 1、動態(tài)管道泄漏監(jiān)測的關鍵技術問題 動態(tài)管道泄漏監(jiān)測要解決的問題其實只有兩個，一個是正確的識別出什么是泄漏，另一個就是這種事件到底是何時發(fā)生的。 1.1 過去，人們有一種誤區(qū)，認為管道泄漏了能否報警是關鍵問題。其實，泄漏報警并非難事，難得是沒有泄漏別報警。往往是為了泄漏要報警，搞得沒有泄漏經常報警，總喊狼來了，狼真的來了還有誰相信？世界上所有的動態(tài)管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)都在設法解決這個問題，這已經成了衡量系統(tǒng)性能的關鍵指標。之所以困難，是因為不知道什么是泄漏，沒有智能。所以說，管道泄漏的關鍵技術問題是系統(tǒng)能否正確的識別出什么是泄漏。 具有************水平的HKH3.1版監(jiān)測系統(tǒng)軟件很好的解決了這個問題。這是一項基于模糊神經網絡的人工智能型管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)，這一智能型監(jiān)測裝置是在國內外先進管道泄漏監(jiān)測技術的基礎上開發(fā)出來的，并且在國內多條管道上得到了應用，實踐證明該系統(tǒng)對管道的泄漏和定位具有完全的識別能力，可以應用于各種管道的泄漏監(jiān)測。 1.2 何時發(fā)生的泄漏？ 第一個問題就解決了，接下來的就是定位的問題了。由于人們希望定位準確，所以把定位誤差作為一個重要技術指標，往往誤差大了，以為是定位方法有問題。其實，定位方法遠在管道泄漏技術出現(xiàn)以前就有了，其正確性是毋容質疑的。是什么問題影響了定位？是不能準確的知道泄漏時刻和泄漏前后的數(shù)據(jù)。 北京昊科航公司在獨家擁有的中國發(fā)明專利“流體輸送管道泄漏監(jiān)測定位方法”的基礎上，研制開發(fā)出了比較適合我國管道實際狀況的《HKH系列管道泄漏監(jiān)測報警定位系統(tǒng)》。這套系統(tǒng)很好的解決了這個問題，定位自然會有很好的效果。 2、動態(tài)管道泄漏監(jiān)測報警系統(tǒng)的定位方法 關于定位方法，在以流量和壓力為監(jiān)測參數(shù)的管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)中，目前世界上采用的定位方法共有兩種，一種是人們熟知的水擊波速度法，一種是水力坡降法。 2.1 水力坡降法 水力坡降法是基于管道摩阻方程的一種方法。根據(jù)管道內物流性質和流動狀態(tài)建立求解方程，求出對應的流阻，得出水利坡降，由于泄漏后漏點前后的水利坡降不同，求出兩條坡降直線的交點，就是泄漏位置。但是，由于流阻變化一點對距離的影響特別大，人們無法找到精確的變化數(shù)據(jù)，所以，水力坡降法求泄漏位置的誤差也特別大。這種定位方法一般在統(tǒng)計法泄漏監(jiān)測技術上應用，因為統(tǒng)計法不知道事件發(fā)生的確切時刻，無法按已知速度、路程和時間的條件求出發(fā)地的水擊波速度法方式定位。 2.2 水擊波速度法 水擊波速度法所依據(jù)的是壓力波在管道內的傳播速度，對于已知固定的管道和一種給定狀態(tài)下的介質而言，是個固定的數(shù)值，應用該值計算的泄漏位置相應的也比較準確。當前在國內應用較多的負壓波法管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)中，不論是自動定位還是人工尋找拐點再由計算機定位，用的都是這個辦法。 我們知道，當管道發(fā)生泄漏時，由于管道內壓力遠高于大氣壓力，泄漏點的流體迅速流失，導致泄漏點壓力下降，泄漏點上游管段的液體由泄漏點開始逐步加速向泄漏點方向流動，從而使出站流量上升；泄漏點下游的液體由泄漏點逐步開始降低向下游流動的速度，因此使下游進站流量減少。這種流動速度改變的信號從泄漏點同時向兩端傳播，信號所到之處管內流速開始改變，這就是管道泄漏監(jiān)測技術上所說的負壓力波及其在管內傳播的機理和規(guī)律。泄漏打破了正常運行狀態(tài)下管道中流體的流動速度和壓力分布規(guī)律，作為一個新的壓力波動信號源向管道的兩端傳播，其實這就是水力學中所說的水擊波的一種表現(xiàn)形式。根據(jù)監(jiān)測點內管道長度、上下游監(jiān)測點接收到水擊波信號的時間差和管道內水擊波的傳播速度就可以計算出泄漏點的位置。該法的定位公式如下： (0.1) 式中： —— 泄漏點的位置 ——被監(jiān)測的管道的長度 ——波在管道中傳播的速度 ——首末兩站點收到波的時間差 (0.2) 式中： ——流體密度； K ——液體的體積彈性系數(shù)； E ——管材彈性系數(shù)； D ——管道的平均直徑 δ——管壁厚度； Ψ——系數(shù)，對于埋地管道，Ψ＝1－μ²； μ——泊松系數(shù)，鋼管的μ=0.3； 當然，水力學中所說的水擊波壓力變化數(shù)值往往很大，小泄漏和微泄漏壓力變化信號很小，一般不稱作水擊波，但作為信號傳遞特性來說，二者是相同的，只要找到事件發(fā)生的時刻，利用上式計算泄漏位置就正確了。從這里可以看出，定位公式是沒有問題的，關鍵是時刻要找準，這樣， 才能準確，定位就準了。 由于北京昊科航公司的《HKH系列管道泄漏監(jiān)測報警定位系統(tǒng)》很好的解決了上述兩個問題，雖然也同樣采用水擊波速度定位公式，但是卻能獲得與眾不同的定位效果。 |
