埋地管道传热试验方案及管道泄漏检测技术讲解(4)

埋地管道传热试验方案及管道泄漏检测技术讲解

美国德克萨斯州的Acoustic System INC(ASI)公司已采用该技术20 多年，开发的Wave Alert Ⅶ声波管道泄漏检测系统在上述国家和地区的22个压力管道工程上得到应用，该方法具有如下特点：

(1) 能短时间探测出泄漏位置，探测气体介质管道3km约用15s，15km约50s，探测油管3km约10s，15km约20s，两探头间距最远达90km。

(2) 泄漏源定位精度为±30m。

(3) 具有高灵敏度分辨率，在流体静止、马达泵浦启动、阀门开关时，可正常操作和监视。

(4) 泄漏<1%正常流量时也可检测。

(5) 智能型数据采集器，可以自动过滤周围环境噪音, 使误报率降<4次/a(年)

2.1.4 实时瞬态模型(RTM)法

RTM法是基于流体参数(流量、压力和温度)，并考虑了管道参数(长度、直径和厚度)和传输介质的参数(密度和粘度)进行建模。该方法利用动量守恒、能量守恒和大量的流体方程建立管道流体力学和水力学工作模型，对管道工作状态进行仿，通过将测量的数据和预制的管道工作模型比较即可确定漏点的位置和尺寸。实时瞬态模型法是目前埋地压力管道最灵敏、最复杂、成本最高的检漏方法。泄漏监测和定位只是该方法的部分功能。泄漏检测和定位分三步，首先根据管道入口端的压力传感器数据计算管道各处压力；然后根据管道出口端的压力传感器数据计算管道各处压力；再将计算出的两条管道压力曲线进行比较，其交点即为漏点位置。

系统安装的传感器越多，准确性就越高。经过精心调整的模型能够区分系统故障、干扰或泄漏。

2.1.5 监控与数据采集(SCADA)法

SCADA系统是基于计算机的通讯系统，有管道运行参数的监视、处理、传输和显示的综合功能。系统可直接用于泄漏检测，需要沿管道布置分站装置，包括远距离终端设备RTUs(Romote Terminal Units)、可编程逻辑控制器PLCs(Programmable Logic Controllers)和其它电子测量设备。工作时从各分站实时收集管道运行数据，数据可通过微波、卫星或电缆传输。来自各分站的数据汇总到主终端设备MTU(Master Terminal Unit)，MTU 由一个或多个计算机组成，完成数据的存储、处理和显示，监控员可根据MTU提供的数据进行必要的操作。在不间断的数据循环收集中MTU依次和各分站RTUs联络，进行数据传输。因为泄漏判断的原始数据来自各分站，因此MTU和RTUs间的数据传输率会影响到泄漏检测的灵敏度。SCADA系统会在数据处理前对收集的数据进行有效性检查，事实上该种检查保证了系统的灵敏度和准确性。此外，SCADA 系统可能对预设工况自动做出响应，如在一定条件下开启或关闭阀门。其综合功能被工程界认为是目前最有前景的管道监测控制方法。

该方法是近几年随计算机技术、现代控制理论和信息技术的发展而发展起来的具有广阔前景的新方法。其优点是泄漏报警准确，漏点定位精度高，并具有决策控制功能，缺点是要求管道模型准确，运算量大，成本高，需要大量的高精度的测量仪表、人员培训和系统维护。另外，为保证管道模型的准确，要针对每条管道的实际工况，进行大量的模拟仿真工作，其工程造价根据实际工况复杂程度不同，差异较大，但总体来说造价较高。目前Critical control Solutions Inc.公司推出的Leak Warn Classic系统，在静态或瞬态状况下具有良好的检漏能力。

2.1.6 流量平衡法

流量平衡法是根据管道入口和出口流量的差值来判断管道是否发生了泄漏。该方法简单而且容易实现，但检测精度受到流量检测精度的限制，反应时间较长，不能对泄漏点进行定位。

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