在长输管道中泄漏检测系统的应用

    赵迎波

    摘要：文中介绍了安装泄漏检测系统的必要性，泄漏检测系统在长输管道中的应用原理及检测方法。

    关键词：长输管道；泄漏；检测

    1 安装泄漏检测系统的必要性

    1.1 可降低损失

    安装该系统后，如果发生泄漏、盗油情况时，通过检测系统能够及时发现，准确定位，能够对泄漏点或盗油点及时进行处理，将损失降低到最低点。

    1.2 判断及时准确，反应直接迅速

    我们目前的巡线方式为常规巡线方式，对泄漏点和盗油点全凭人眼观察和经验判断，对人的依赖程度高，具有一定盲目性和偶然性，如果巡线人员在巡线过程中不够细心或责任心不强，很难及时发现泄漏点或者盗油点。并且目前巡线人员少，工作量大，容易疲劳产生惰性。长时间寻找不到泄漏点或者盗油点容易产生压力，丧失信心，对工作产生不利影响。安装管线检测系统后，对泄漏点或者盗油点监测和定位由技术装备来完成，这样获得的信息及时准确，巡线人员就能够对事件迅速作出反应，及时赶到事故现场，采取有效措施，控制事态扩大，保障人民群众生命财产安全，减少国家财产损失，保护环境。

    2 检测系统的原理

    2.1 质量守恒泄漏报警

    根据管道介质流动质量守恒原理，综合考虑管壁、介质密度、允许误差限、泄漏检测灵敏度和可靠性等影响因素，根据管道端点所采集的流量、压力和温度数据，通过渠漏量计算，误差分析、最大容许管道储量变化分析，分类错误概率及状态分类的可靠性判断，泄漏状态报警及报警限的设置，确定管段内是否有介质泄漏。

    2.2 波敏法泄漏定位

    当管道中发生泄漏时，泄漏所产生的扰动总是沿管道向两个端点传播，当该过程传播到管道端点时，即将在管道的两个端点产生影响，使其运行参数发生变化。随着泄漏发生位置的不同，管道端点的响应时间也不同。根据所测量到的管道泄漏扰动波首次传播到两个端点的时刻和时间差，即可由压力波向下游和上游传播的速度计算出管道中泄漏的位置。但由于各管线的工况参数不同及输送的介质不同，压力波的传递速度及衰减也不尽相同，要想准确可靠的报警定位还进行必要的修正。

    波敏法泄漏定位采用压力降、小波滤波、αβγ滤波的方式确定压力变化的准确时间，消除外界挠动产生的干扰。

    综上所述，当首末两站间某一点发生泄漏时必将引起上下游两站压力的下降，其幅度与泄漏速度有关，泄漏越快压力下降越大，反之相同，通过监视记录两站的压力变化情况就可实现报警。但是，当首末站出现人工操作调节泵及阀门等操作，出会出现报警，但有压力报警不一定表示有泄漏（即泄漏不是压力下降的充分必要条件）。而管线泄漏必然会引起输差增大， 并具有突然性即泄漏是突然输差增大的充分必要条件。运用此方法时，必须基于SCADA系统和综合运用其它的检漏方法，检漏系统才能正确做出判断。

    2.3 动态方程定位

    实际管线的运行往往是一动态变化过程，可以用一动态系统来描述。随着泄漏位置、大小的不同，泄漏对这一动态变化过程的影响各异，该动态系统在边界点（即管道端点）运行参数的响应也不一样。本方法从管道实际运行动态规律出发，考虑泄漏的影响，根据管道端点运行参数的动态响应，建立管道泄漏检测系统模型及方法，判定管道中是否存在泄漏及其位置和大小。

    该泄漏检测器具有下列特点：

    该泄漏检测器基于管道动态观测器和状态偏离的相关性，检测器的计算简单；由于是根据状态偏离相关系数的统计性质确定泄漏的位置，能够有效的滤除噪声的影响，对小泄漏的反应灵敏度高；由于引入管道流体稳定流动时的泄漏位置计算公式，应用适用性降低。但实际应用表明，该检测器对变化剧烈的瞬变流同样具有良好的检测效果；检测器的检测结果同管道观测器的性能有直接关系，而对观测器性能影响较大且不易测定而又可能变化的是管道流动摩阻系数，可通过学习器来修正；仪表测量误差、零点漂移等外部干扰可通过设置报警限来消除。

    3 系统配置

    3.1 检漏系统的硬件

    硬件系统的构成由采集数据器、检漏系统主机、信号处理前置机、全球定位授时系统GPS、租用电信局的DDN专线等构成。

    3.2 检漏系统的软件

    PLF3.1是一套成熟、可可靠及适合中国国情的泄漏检测系统，有大量的应用实例。它可稳定地运行在WinNT、Win2000以及Windows XP上。

    4 结束语

    通过两次试验以及以前的实际盗油情况定位分析结果可以看出，该系统报警时间小于50秒，定位精度较好，误差达到了设计要求，从定位的结果看，每次定位值一致性好，其它指标达到或优于设计要求。