输油管道泄漏检测及定位技术综述
谈长输油气管道的泄漏检测和定位问题

谈长输油气管道的泄漏检测和定位问题长输油气管道的泄漏检测和定位问题一直是管道运营管理中的重要环节。
一旦发生泄漏,不仅会造成油气资源的浪费,还可能对周围环境和人们的生命财产安全造成严重威胁。
有效的泄漏检测和定位技术对于保障管道安全具有重要意义。
本文将对长输油气管道的泄漏检测和定位问题进行探讨,旨在提出一些有效的解决方案。
对于长输油气管道的泄漏检测技术,目前主要有以下几种方式:压力监测法、流量平衡法、声波检测法、热探测法和化学探测法。
压力监测法是一种比较常用的方法,通过监测管道内部的压力变化来发现泄漏。
当管道发生泄漏时,压力会出现异常变化,可以及时发现泄漏点。
流量平衡法则是通过对进出口流量进行监测和比对,来检测管道是否存在泄漏。
声波检测法是利用声音传播的特性来寻找泄漏点,当油气流体泄漏时,会产生一定的声波信号,通过检测和分析这些信号可以定位泄漏点。
热探测法是利用管道周围的热量变化来发现泄漏,泄漏点周围的温度会有所升高或降低。
化学探测法则是通过一些特殊的气体或液体来注入管道,一旦泄漏,这些气体或液体会被释放出来,可以通过检测它们的浓度来确定泄漏位置。
除了以上几种泄漏检测技术外,还可以利用无人机和遥感技术进行泄漏监测。
无人机可以快速、灵活地对管道进行巡检,配备红外相机和气体传感器,可以实现对管道周围环境的高效监测,并及时发现泄漏点。
遥感技术则可以通过卫星或无人机对管道区域进行全面监测,通过对图像和数据的分析,可以实现对管道的泄漏监测。
这些先进的技术手段能够大大提高管道泄漏检测的效率和精度,对于保障管道安全具有重要的意义。
对于泄漏定位技术而言,一旦泄漏点被检测出来,能够快速准确地进行定位是至关重要的。
目前常用的泄漏定位技术主要有声音定位法、气体探测法、红外线摄像法和探测器定位法。
声音定位法是通过对管道周围的声音进行监测和分析,来确定泄漏点的位置。
气体探测法则是利用特殊的气体探测仪来寻找泄漏点周围的气体浓度异常变化。
原油管道泄漏检测与定位方法

原油管道泄漏检测与定位1、检测原理负压力波法是一种声学方法,所谓压力波实际是在管输介质中传播的声波。
当管道发生泄漏时,由于管道内外的压差,泄漏点的流体迅速流失,压力下降。
泄漏点两边的液体由于压差而向泄漏点处补充。
这一过程依次向上下游传递,相当于泄漏点处产生了以一定速度传播的负压力波。
根据泄漏产生的负压波传播到上下游的时间差和管内压力波的传播速度就可以计算出泄漏点的位置。
定位的原理如图一所示,L为管道长度,X为泄漏点,t1,t2为负压波传播到上下游的时间。
图一负压波定位原理常规的负压波法定位公式为:其中a为管输介质中压力波的传播速度,实测1200m/s,Δt为上、下游传感器接收压力波的时间差。
2、系统的硬件构成输油管道泄漏监测报警系统由子站、中心站、通讯网络组成,如图各站点子系统由压力、温度、流量等传感器,数据调理箱、数据采集器、工控机、调制解调器、GPS校时器(系统完善中增加部分)六部分组成。
各子系统完成各站点的压力、流量、温度等工况信息实时采集处理,利用网络(或其它方式)将检测信息传送到检测中心,由检测中心进行综合数据处理,实现自动报警和泄漏点定位。
3、负压波法泄漏点定位中的三项关键技术A、管内压力波速的确定B、时基的确定和统一C、拐点的提取4、网络对管道检漏的重要性及中断危害A、以上程序50ms一个循环,1秒钟采集200个压力数据,10个一组求平均作为压力数据,1秒钟存储传输20个数据,负压波数据以二进制形式存放,数据量包含时间信息,网络中断50ms以上既造成数据丢失,20个数据导致1.2公里误差。
B、系统通过网络实现时间同步,每小时的57分时间同步一次,若此时网络中断将导致下一个整点时间不同步,所有采集数据失去意义。
5、采集文件的大小每秒采集压力值200次,10个数据取平均值,共形成20个压力值,压力值按浮点数储存,每小时占用字节数4×20×3600=288000Byte。
输油管道泄漏检测及定位技术综述

特 性 的 估计 准 确 度 。对 于 泄 漏 时 变性 的 准 确估 计 , 仅 可 以 识 别 泄 漏 不 的 程 度 , 且 可 对 老 化 、 蚀 的 管 道 进 行 预 测 并 给 出一 个 合 理 的 处 理 而 腐
O 引 言 .
3软 件 检 测 方 法 。
基于软件 的检测方法是指根 据计算机数据采集 系统 ( S A A 如 C D
目前 , 内外 出现 多 种 输 油 管 线 泄 漏 检 测 及 定 位 方 法 , 中包 括 系统 ) 国 其 实时 采 集 管 道 的 流 量 、 力 、 度及 其 他数 据 刑 用 流 量 或 压 力 的 压 温 基 于 硬 件 的 检 测 方 法 , 人 工 巡 线 、管 道 猪 ” 声 发 射 技 术 等 : 于 软 变 化 、 料 或 动 量 平 衡 、 统 动 态模 型 、 力 梯 度 等 原 理 , 过 计 算 对 如 “ 、 基 物 系 压 通 件 的 检 测方 法 . 负 压 波 法 、 力 梯 度 法等 。 如 压 泄漏进行检测和定位。 3 1 压 波 检 测 法 .负 1输 油 管 道 泄露 检 测 及 定 位 的 性 能评 价 . 当管 道 发 生 突 然 泄 漏 时 , 泄 漏 部 位 会 产 生 一 个 向 管 道 上 游 或 管 由 管 道 泄 露 检测 及 定 位 技 术 能 够 及 时 准 确 报 告 泄 漏 事 故 , 以 最 大 可 称 当 限度 地 减 少 经 济损 失 和环 境 污 染 及 更 大危 险 的发 生 。 对一 种 泄露 检 测 道下 游传 播 的减 压 波 , 之 为 负 压 波 。在 管 道 两 端 设 置 压 力传 感 器 , 传 感 器 检测 到 负 压 波 。 可 以 判 断 泄 漏 并 对 泄 漏 进 行 定 位 。 应 用 负 压 就 方 法 的 优 劣 和性 能 的评 价 , 从 以 下 几个 标 准 考 虑 : 应 负 ( ) 漏 检 测 的灵 敏 度 : 泄 漏 检 测 系统 对 小 的 泄 漏 信 号 的 检 测 波检 测 法 的关 键 问 题 是 如 何 区 分 正 常 操作 与泄 漏 带 来 的 负 压 波 。 压 1泄 指
谈长输油气管道的泄漏检测和定位问题

谈长输油气管道的泄漏检测和定位问题长输油气管道是能源运输的重要通道,也是国家经济运行的重要组成部分。
长输油气管道由于运行环境复杂、管道老化等原因,一旦发生泄漏就会对环境安全和人民生命财产造成重大危害。
对长输油气管道的泄漏检测和定位技术的研究变得尤为重要。
长输油气管道泄漏检测的原理主要有两种,一种是基于泄漏物质传播过程的监测技术,另一种是基于管道运行参数异常的监测技术。
在实际应用中,一般采用这两种技术相结合的方式进行泄漏检测。
泄漏物质传播过程的监测技术是通过对管道周围环境空气、土壤、地下水等介质中泄漏物质的浓度和分布进行监测,从而判断管道是否发生泄漏,并且可以确定泄漏位置。
而基于管道运行参数异常的监测技术则是通过对管道流体的流量、压力、温度等参数进行实时监测,并与正常运行状态相比较,一旦发现异常即可判断是否有泄漏。
在泄漏检测技术中,传感器是关键的设备,能够对泄漏物质进行敏感检测,并将检测到的信号传输给监测系统进行处理和分析。
常用的传感器有红外气体传感器、紫外光谱传感器、振动传感器等,它们能够对不同种类的泄漏物质进行高效、准确的监测。
还可以通过无人机、卫星遥感等技术进行泄漏监测,这些高新技术对于大范围、复杂地形的管道监测起到了积极的作用。
一旦发生泄漏,尽快准确地定位泄漏点对于及时采取应急措施至关重要。
目前,泄漏点定位技术主要包括声音定位法、红外热像图像法、气味探测法等。
声音定位法通过监测泄漏时产生的声波来确定泄漏位置,但受环境噪音干扰较大;红外热像图像法则是通过红外热像仪拍摄管道周围的热像图,并通过分析温度异常区域来确定泄漏位置;气味探测法则是利用人工添加的气味剂或者管道本身泄漏出的气味来进行定位,但受气味的传播距离限制。
这些技术各有优劣,需要根据具体的情况进行选择和结合使用。
除了定位技术之外,管道泄漏还需要对泄漏点进行修复,这就需要精准的定位技术来指导施工。
目前,自动化技术在管道泄漏定位与修复中得到了广泛的应用,通过激光测距仪、GPS导航、无人机等设备能够辅助施工人员准确地找到泄漏点,并进行精细的修复工作。
油气管道泄漏检测定位技术概述

中国智能化油气管道技术交流大会暨智慧管网技术交流会油气管道泄漏检测定位技术概述目录1 绪论2 油气管道泄漏检测3 结论与展望1绪论截止到2017年底,中国长距离油气管道总长约133100km,其中输气管道总长为77200km,原油管道为28700km(扣除退役封存管道),成品油管道为27200km。
管道建设平稳推进。
中俄东线天然气管道工程的建设完工,标志着我国油气管道开始从“数字管道”步入“智慧管道”时代。
我国管道工业正面临着严重的安全运行问题,据不完全统计,近二十年来,我国的事故率年平均值达到了3次 / km ,远高于其他国家,由泄漏引发的事故所占比例较大。
油气泄漏除了对埋地土壤造成污染,严重泄漏事故会引发爆炸,给周边群众正常的生产生活和生命财产造成严重威胁。
黄岛输油管道泄漏爆燃事故为我国管道事业敲响了警钟,管道泄漏智能检测与定位技术的发展日益受到各大单位的重视。
输油管道与排水暗渠交汇处管道腐蚀减薄、管道破裂,原油泄漏流入排水暗渠,现场处置人员采用液压破碎锤在暗渠盖板打孔破碎,产生撞击火花,引发暗渠内油气爆炸。
该事故造成62人遇难、136人受伤,直接经济损失人民币75172万元。
1.2管道泄漏原因和部位管道泄漏主要包括以下原因:1) 外力作用,包括管道占压、施工挖掘和打孔盗油;2)管道腐蚀,影响因素包括土壤pH 值、细菌、杂散电流、金属材料的不均匀性等;3)环境影响,季节的更换会引起土壤结构的变化造成埋地管道沉降度不稳定,管道切口发生破坏。
法兰泄漏、螺纹连接部位泄漏焊接存在的缺陷如未焊透、杂渣、气孔裂纹引起的泄漏;由于天然气高速流动在改变方向时对管壁产生较大的冲刷力导致管道穿孔泄漏阀门的填料处或机泵的轴向填料密封处发生的泄漏连接部位焊接部位冲刷填料部位泄漏部位2油气管道泄漏检测2油气管道泄漏检测管道泄漏检测系统即管道泄漏信息管理系统,可以对油气输送管道全天候实时监测,一旦管线发生穿孔泄漏,则检测系统可通过其信息管理系统及时报警定位。
长输油气管道泄漏检测与定位技术分析

长输油气管道泄漏检测与定位技术分析摘要:石油天然气的输送是一个非常庞大的工程,任何一点泄漏都有可能带来极大的安全隐患。
本文仅从长输管线泄漏的检测与定位方法给出一定的建议,但在真实情况下,一旦发现了石油或天然气的泄漏,工作人员就必须及时上报、疏散人群、运用有效的方法进行修补,防止因油气泄漏而导致的燃爆现象,威胁到人们的生命财产安全。
关键词:油气管道;泄漏检测;定位;原理介绍;对比天然气作为新型的清洁能源,正逐渐被社会广泛使用,目前我国天然能源效果处于急剧上升的趋势,石油天然气是现代社会人们生产生活所需的主要能源,对于石油天然气长输管道泄漏的检测与定位进行研究,有助于石油天然气的正常运输。
通过分析油气长输管道泄漏的原因,通过案例阐明管道泄漏带来的损失与影响,继而对石油天然气管道泄漏的检测与定位技术进行探讨。
通过这样的研究,希望能够降低石油天然气能源的不必要损耗,并减少环境污染。
1.基于硬件的泄漏检测与定位技术1.1热红外成像法该方法所利用的是管道泄漏的液体和气体对红外辐射产生的影响,将管道所处位置土壤的温度与其它区域土壤的温度进行对比,根据对比结果即可判断管道是否发生了泄漏。
该种方法的缺点较为明显,不能连续的对油气管道进行检测,在使用该种方法时,对管道的埋深有很高的要求,目前管道公司基本都不采用该种方法。
1.2探地雷达法该种方法就是通过机载的雷达向地下管道发射脉冲信号,通过接收脉冲信号并对其进行处理,最终达到管道泄漏检测的目的,该种方法的使用成本较高,不适用于管径较小的管道,因此,基本不采用该种方法。
1.3气体成像法该种方法是通过不同气体在相同光学技术的前提下成像难度的不同,对天然气管道实施泄漏检测。
一般来说,空气中的氧气和氮气在光学技术的作用下成像难度相对较大,但是天然气中的烃类成分成像难度较为容易,通过气体成像技术不但可以判断泄漏位置,还可以对泄漏量进行估计。
1.4传感器法目前,最常见的泄漏检测传感器有两种,分别是嗅觉传感器和光纤传感器。
油气管道泄漏检测技术综述优选稿
油气管道泄漏检测技术综述集团公司文件内部编码:(TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-油气管道泄漏检测技术综述摘要:简单说明了油气长输管道泄漏的原因和泄漏的危害,简单回顾了国内外油气长输管道泄漏检测技术发展的历史,详细介绍了热红外线成像、探地雷达、气体成像、传感器法、探测球法、半渗透检测管检漏法、GPS时间标签法、放射性示踪剂法、体积或质量平衡法、压力波法、小波变换法、相关分析法、状态估计法、系统辨识法、神经网络法、统计检漏法和水力坡降法等20多种管道泄漏检测技术方法,同时介绍了泄漏检测方法的诊断性能指标和综合性能指标,最后指出了现在存在的问题和发展的趋势。
关键词:油气;长输管道;泄漏;原因;检测方法;性能指标;问题;发展;趋势油气长输管道发生泄漏的原因多种多样,但大致可以分为:(1)管道腐蚀:防护层老化、阴极保护失效,以及腐蚀性介质对管道外壁造成的腐蚀和传输介质的腐蚀成分对管道内壁造成的腐蚀;(2)自然破坏:由于地震、滑坡等自然灾害以及气候变化使管道发生翘曲变形导致应力破坏;(3)第三方破坏:不法分子的盗窃破坏,施工人员违章操作,野蛮施工造成的破坏;(4)管道自身缺陷:包括管道焊接质量缺陷,管道连接部位密封不良,未设计管道伸缩节,材料等原因。
油气管道泄漏不仅给生产、运营单位造成巨大的经济损失,而且会对环境造成破坏、严重影响沿线居民的身体健康和生命安全。
1检漏技术发展历史我国对于管道泄漏技术的研究起步较晚,但发展很快。
1988年方崇智提出了基于状态估计的观测器的方法;1989年王桂增提出了一种基于Kullback信息测度的管线泄漏检测方法;1990年董东提出了采用带时变噪声估计器的推广Kalman滤波方法;1992年提出了负压波法泄漏检测法;1997,1998年天津大学分别采用模式识别、小波分析等技术对负压波进行了很大程度的改进;1997年唐秀家等人首次提出基于神经网络的管道泄漏检测模型;1999年张仁忠等提出了压力点分析(PPA)法和采集数据与实时仿真相关分析法相结合的方法;2000年胡志新等提出了分布式光纤布拉格光栅传感器的油气管道监测系统;2002年崔中兴等介绍了声波检漏法;2003年胡志新提出了基于Sagnac光纤干涉仪原理的天然气管道泄漏检测系统理论模型;2003年潘纬等利用小波分析方法来分析信号的奇异性及奇异性位置,来检测天然气管线泄漏;2003年夏海波等提出了基于GPS时间标签的管道泄漏定位方法;2004年白莉等提出了一致最大功效检验探测泄漏信号;2004年吴海霞等运用负压波和质量平衡原理,采用模糊算法和逻辑判断法,利用压力、流量和输差三重机制实现了对原油管道的泄漏监测及定位、原油渗漏监测和报警;2004年伦淑娴等利用自适应模糊神经网络系统的去噪方法可以提高压力信号;2005年张红兵等介绍了根据管道的瞬态数学模型,并应用特征线法求解进行不等温输气管道泄漏监测;2005年刘恩斌等研究了一种新型的基于瞬态模型的管道泄漏检测方法,并对传统的特征线法差分格式进行了改进,将其应用于对管道瞬态模型的求解;2005年朱晓星等提出了将仿射变换的思想应用到基于瞬态压力波的管道泄漏定位算法中;2005年白莉等等将扩展卡尔曼滤波算法,应用于海底管道泄漏监测与定位;2006年白莉等利用多传感器的信息融合思想,提出分布式检测与决策融合方法进行长距离海底管线泄漏监测;2006年提出了一种基于Mach-Zehnder光纤干涉原理的新型分布式光纤检漏测试技术[1-12]。
谈长输油气管道的泄漏检测和定位问题
谈长输油气管道的泄漏检测和定位问题长输油气管道的泄漏检测和定位是保证油气管道运行安全的重要环节。
一旦油气管道发生泄漏,不仅会造成油气资源的浪费,还会对环境造成污染和人员安全构成威胁。
研究和实施高效、准确的泄漏检测和定位技术对于长输油气管道的运行管理至关重要。
泄漏检测技术主要包括压力泄漏检测、流量泄漏检测和声音泄漏检测。
压力泄漏检测是通过监测油气管道内部压力的变化来判断是否发生泄漏。
当油气管道发生泄漏时,管道内部的压力会发生异常变化,通过设置一定的压力检测仪器和传感器,可及时发现泄漏。
流量泄漏检测是通过监测油气管道流量的变化来判断是否发生泄漏。
当油气管道发生泄漏时,管道流量会发生异常变化,通过设置一定的流量仪表和传感器,可及时发现泄漏。
声音泄漏检测是通过监测油气管道周围环境的声音变化来判断是否发生泄漏。
当油气管道发生泄漏时,会产生明显的声音,通过设置一定的声音检测仪器和传感器,可及时发现泄漏。
泄漏定位技术主要包括声发射定位、红外热像定位和气味定位。
声发射定位是通过监测泄漏产生的声音,利用声波传播的时间差和声波传播速度计算出泄漏点的位置。
红外热像定位是通过监测泄漏产生的热量变化,利用红外热像仪等设备检测泄漏点的位置。
气味定位是通过监测泄漏气体的气味,利用气味传播的路径和速度计算出泄漏点的位置。
这些定位技术可以单独使用,也可以结合使用,以提高泄漏点的准确性和定位的精度。
在实际应用中,长输油气管道的泄漏检测和定位技术还面临着一些挑战和问题。
由于油气管道的复杂性和长距离输送的特点,泄漏的发生位置可能分布在多个地点,导致泄漏点的检测和定位变得困难。
油气管道的运行环境复杂,可能存在噪声、干扰等因素,影响检测和定位的准确性和精度。
长输油气管道通常位于远离城市或人口稀少的地区,人员的及时响应和应急处置存在一定的困难。
为了解决这些问题,需要不断推进检测和定位技术的研发和创新。
可以采用多种检测手段相结合的方式,综合利用压力、流量、声音等参数进行泄漏的检测。
长输石油管道泄漏检测与定位技术研究
长输石油管道泄漏检测与定位技术研究摘要:作为当今最重要的能源,油气资源运输方式有铁路、公路、航空、水运和管道运输这五种方式,其中油气资源最主要的运输方式是管道运输。
但管道本身材质的腐蚀、老化、遭遇自然灾害、凝管和误操作等原因,随着时间的推移,存在大量的管道运输事故隐患,呈上升趋势的断管、爆管、打孔盗油、泄漏等重大事故。
本文通过对长输石油管道的泄露检测进行分析,着重研究其直接定位以及间接定位技术,以供参考。
关键词:石油;管道泄漏;检测定位方法引言相较于发达国家,我国油气管道事故率要高很多倍,近30年来,据统计,前苏联、欧洲、美国的输气管道事故率分别为0.46、0.42、0.60,总平均值大致为0.5。
西欧17国输油管道泄漏事故率2000年为0.25,而12条输气管道在我国四川地区的事故率就高达4.3,输油管道在我国东北和华北地区自运行以来,事故率粗略统计都要超过2.0。
采用管道定位方法和泄漏检测目前比较适应管道系统的各种不确定性,而且在线实时监测,便于成为不可缺少的一个功能在计算机SCADA系统中。
目前常用的检漏方法有两种:一种是检测发生变化的间接检漏法因泄漏造成的压力、流量、声音等物理参数;另一种是检测气体泄漏和石油产品的直接检漏法。
一、直接检漏法起初采用人工分段巡视的方法对石油长输管道的泄漏进行监视。
该方法对石油泄漏不能及时发现,只有地表面出现油迹在管道漏油处,草枯树死,甚至气味散发时才能发现。
在中必须添加添味剂,采用人工分段巡视法,当空气中以便达到最低爆炸极限1/5(约1%)的浓度时,靠嗅觉能及时察觉。
本世纪初,添味以便检漏在中不是必需的,那时具有强烈的气味使用的。
在20年代时开始需要掺入添味剂,随着不含硫的使用。
为了提高泄漏检测效果,又研制开发了用于石油管道泄漏检测的各种可携带的检测设备和仪器。
文献[1]介绍了埋地输油管道地表打孔检测泄漏法,该方法是地表间断打孔沿埋地管道平面中线,检漏仪器选用两种以上性能各异的配合使用,管外探测检漏综合进行。
油气管道泄漏检测技术综述
仅供参考[整理] 安全管理文书油气管道泄漏检测技术综述日期:__________________单位:__________________第1 页共18 页油气管道泄漏检测技术综述摘要:简单说明了油气长输管道泄漏的原因和泄漏的危害,简单回顾了国内外油气长输管道泄漏检测技术发展的历史,详细介绍了热红外线成像、探地雷达、气体成像、传感器法、探测球法、半渗透检测管检漏法、GPS时间标签法、放射性示踪剂法、体积或质量平衡法、压力波法、小波变换法、相关分析法、状态估计法、系统辨识法、神经网络法、统计检漏法和水力坡降法等20多种管道泄漏检测技术方法,同时介绍了泄漏检测方法的诊断性能指标和综合性能指标,最后指出了现在存在的问题和发展的趋势。
关键词:油气;长输管道;泄漏;原因;检测方法;性能指标;问题;发展;趋势油气长输管道发生泄漏的原因多种多样,但大致可以分为:(1)管道腐蚀:防护层老化、阴极保护失效,以及腐蚀性介质对管道外壁造成的腐蚀和传输介质的腐蚀成分对管道内壁造成的腐蚀;(2)自然破坏:由于地震、滑坡等自然灾害以及气候变化使管道发生翘曲变形导致应力破坏;(3)第三方破坏:不法分子的盗窃破坏,施工人员违章操作,野蛮施工造成的破坏;(4)管道自身缺陷:包括管道焊接质量缺陷,管道连接部位密封不良,未设计管道伸缩节,材料等原因。
油气管道泄漏不仅给生产、运营单位造成巨大的经济损失,而且会对环境造成破坏、严重影响沿线居民的身体健康和生命安全。
1检漏技术发展历史国外从上个世纪70年代就开始对管道泄漏检测技术进行了研究。
早在1976年德国学者R.Isermann和H.Siebert就提出以输入输出的流量和压力信号经过处理后进行互相关分析的泄漏检测方法;1979年第 2 页共 18 页ToslhioFukuda提出了一种基于压力梯度时间序列的管道泄漏检测方法;L.Billman和R.Isermann在1987年提出采用非线性模型的非线性状态观测器的检漏方法;A.Benkherouf在1988年提出了卡尔曼滤波器方法;1991年Kurmer等人开发了基于Sagnac光纤干涉仪原理的管道流体泄漏检测定位系统;1993年荷兰壳牌(shell)公司的x.J.Zhang提出了统计检漏法;1999年美国《管道与气体杂志》报道了一种称作“纹影”(Schlieren)的技术,即采用空气中的光学折射成象原理可用于管道检漏;2001年Witness提出了采用频域分析的频域响应法,其基本思想是将管道系统的模型转换到频域进行泄漏检测和定位分析;2003年MarcoFerrante提出了采用小波分析的方法,利用小波技术对管道的压力信号进行奇异性分析,由此来检测泄漏。
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iltt信■o科教前沿o2008年第35搠输油管道泄漏检测及定位技术综述朱志千王兮璐I西安科技大学陕西西安710054)【摘要】输油管道的泄露,不仅会造成巨大的经济损失,还会带来极大的危险,而且套造成对环境的严重污染。
对此,本文系统介绍了近年来国内,F,II油管线泄满检测及定位技术,并对比了各种方法的优缺点。
【关键词】输油管绒;泄露;检测;定位0.引‘言管道运输具有平稳连续,安全性好,运输量大,质量易保证,物料损失小以及占地少,运赞低等特点,已经成为石油运输的首选方式。
然而.由于管道服役时间不断增长而逐渐老化,或受到各种介质的腐蚀以及人为破坏等因素,会引起管道泄漏,严重威胁着输油管线的安全,及周围的自然环境,同时带来不可估量的经济损失。
目前,国内外出现多种输油管线泄漏检测及定位方法,其中包括基于硬件的检测方法,如人工巡线、“管道猪”、声发射技术等;基于软件的检测方法,如负压波法、压力梯度法等。
时性较强,对泄漏点的定位较为精确。
但是,声发射信号在输油管道上传播的距离极为有限,不利于长距离检测。
闭基于硬件检测的方法还有很多。
比如管内智能爬机系统(即“管道猪”)、光线检测、电缆检测及GPS检测等。
3.软件检测方法基于软件的检测方法是指根据计算机数据采集系统(如SCADA系统)实时采集管道的流量、压力.温度及其他数据,利用流量或压力的变化、物料或动量平衡、系统动态模型、压力梯度等原理,通过计算对泄漏进行检测和定位。
3.1负压波检测法当管道发生突然泄漏时,由泄漏部位会产生一个向管道上游或管道下游传播的减压波,称之为负压波。
在管道两端设置压力传感器,当传感器检测到负压波。
就可以削断泄漏并对泄漏进行定位。
应用负压渡检测法的关键问题是如何区分正常操作与泄漏带来的负压波。
负压波检测法灵敏准确。
可以迅速地检测出大的泄漏,但是对于比较小的泄漏或已经发生的泄漏效果则/fi明显。
‘313.2压力梯度法当输油管道内原油流动平稳时.压力沿管道是线性变化的,也就是说.压力呈斜直线分布。
在管道的上、下游分别设置两个压力传感器.通过上、下游的压力信号可分别讣算出管道的压力梯度。
当管道发生泄漏时,泄漏点前的流量变大,压力梯度变陡;泄漏点后的流量变小,压力梯度变平,其折点就是泄漏点。
由此可以计算出泄漏点的位置。
在实际运行中,由于沿管道压力梯度是非线性分布,因此压力梯度法的定位精度较差,并且仪表测量的精度和安装位置都对定位结果有较大的影响。
3.3小波分析法小波分析是20世纪80年代中期发展起来新的数学理论和方法,是一种良好的时频分析工具。
利用小波分析可以检测信号的突变、去嗓、提取系统波形特征、提取故障特征进行故障分类和识别等。
因此,可以利用小波变换检测泄漏引发的压力突降点并对其进行消噪,以此检测泄漏并提高检测的精度。
小波变换法的优点是不需要管线的数学模型。
对输入信号的要求较低,计算量也不大,可以进行在线实时泄漏检测。
克服噪声能力强,但是,此方法对由工况变化及泄漏引起的压力突降难以识别.易产生误报。
3.4瞬变模型法瞬变模型法是建立管道内流体流动的数学模型,在一定边界条件下求解管道内流场。
然后将计算值与管道端的实测值相比较。
当实测值与计算值的偏差大于一定范围时,即认为发生了泄漏。
在泄漏定位中使用稳态模型。
根据管道内的压力梯度变化可以确定泄漏点的位置。
瞬变模型法的报警门限值与测量仪器误差、流动模型误差、数值方法误差以及要求的报警时间均密切关。
如果采用较小门限值来检测更小的泄漏。
那么由于以上原因导致的不确定性就会产生更多的误报;如果要求低的误报率,那么所能检测到的最小的泄掘必然变大。
误报率高是瞬变模型法在实际应用中的一个很大缺陷。
基于软件的检测方法还包括压力点分析法、流量平衡法、统计检测法等。
1.输油管道泄露检测及定位的性能评价管道泄露检测及定位技术能够及时准确报告泄漏事故,可以最大限度地减少经济损失和环境污染及更大危险的发生。
对一种泄露检测方法的优劣和性能的评价,应从以下几个标准考虑:(1)泄漏检测的灵敏度:指泄漏检测系统对小的泄漏信号的检测能力。
(2)泄漏检测的及时性:指检测系统在尽可能短的时间内检测到泄漏发生的髓力。
(3)泄露的误报率:误报率是指系统没有发生泄漏时却被错误地判定出现泄露的概率。
(4)泄露的漏摄率:漏报率是指系统出现了泄漏却没有被检测出来的概率。
(5)正常工况和泄强的分离能力:是指对正常的起I停泵、调阀、倒罐等情况和管道泄漏情况的区分能力。
这种区分能力越强,误报率越低。
:(6)泄露辨别的准确性:指泄漏榆测系统对泄漏的大小及其时变特性的估计准确度。
对于泄漏时变性的准确估计。
不仅可以识别泄漏的程度。
而且可对老化、腐蚀的管道进行预测并给出一个合理的处理方法。
(7)鲁棒性:指泄漏诊断系统在存有噪声、干扰、建模误差等情况下正确完成泄漏诊断的任务,同时保证满意的误报率和漏报率的能力。
诊断系统鲁棒性越强,可靠性就越高。
(8)自适应能力:指诊断系统对于变化的诊断对象具有自适应能力,并且能够充分利用由于变化产生的新的信息来改善自身。
2.硬件检测方法基于硬件的方法是指利用由备种不同的物理原理设计的硬件装置,如基于视觉的红外线温度传感器,基于听觉的超声波传感器,基于嗅觉的碳氧检测装置等,将其携带或铺设在管线上,以此来检测管道的泄漏并定位。
flJ2.1人工巡线人工巡线就是由经验丰富的管道工人沿输油管道进行巡查.或由直升飞机或其它飞行器搭载高精度检测设备,通过对管道周围环境变化的监溯和分析判断管道是否发生泄露。
显而易见,这种方法检测的连续性和实时性都非常差,而且成本较高。
2.2声发射技术当管道发生泄漏时,流体通过裂纹或者腐蚀孔向外喷射形成声源。
然后通过和管道相互作用,声源向外辐射能量形成声波,这就是管道泄漏声发射现象。
泄漏声发射信号由液体泄漏激励产生。
属于连续声发射信号,在管道内传播,能反映结构的某些特征。
如鬻孔位置和大小等,同时又有很大的随机性和不确定性,属于一种非平稳琏机信号。
利4.结论通过上述的论述和比较。
结合衡量管道泄瀑检测方法的优、劣的几个主要标准分析,许多检测方法都存在尚需解决得闯题,如小渣露检测与定位同题。
多泄漏点管同的检测与定位问题等等。
而单纯地采用任何一种技术对输油管线进行泄露检测和定位都无f下转纂廖6霹J用检测仪器对声发射信号进行捕捉和分析。
就可以对管道上是否发生泄酝澄露的为止进行刿断。
声发射技术的优赢在于:其动态性和实万方数据oIT技术论坛o2008年第35明基于任务分担模型下高校机房管理系统的研究分析殷诚张律(九江职业大学江西九江332000J【擒要】学校的计算机房不但要满足学校教学管理的需要,还要满足学生课余时阄上网查询资料及其它应用的需要。
传统的机房管理系统采用C/S模型在实际应用中有许多局限性,经过改进后的机房管理系统在结构上将传统的CIS中的s改为S和S,即将原模型大S中的功能分配到相应的主服务器s和分服务器s,实现任务分担,这样既解决了原C/S中服务器负荷过重的现象。
又解决了网络随终端数量的增加出现过、度繁忙的现象。
【关键词】C/S模型;任务分担;C/s/S模型;远程换醒一、高校机房管理系统改进的必要性学校的计算机房不但要满足学校教学管理的需要,还要满足学生课余时间上网查询资料及其它应用的需要。
作为一套机房管理软件,它必须具备以下功能:课前,教师可以上课预约,在正常的上课时间,教师可以利用管理软件检查设备状况、对学生进行考勤,学生使用计算机不能计费;在课余时间,学校可对学生收取一定的服务费。
但在实际的应用过程中,许多学校目前采用刷卡的方式,这种刷卡方式,在学生上机的时候,需要人员进行监督,下机的时候,仍需要人员进行监督。
如果使用硬件解决方案,会增加设备成本与维护成本。
同时随着学校规模的口益扩大,在校学生人数的日益增多,机房的计算机数量也越来越多,上机的人数也越来越多,且许多学校存在多校区现象,这样就出现设备分散分布的现状。
如果用这种刷卡的方式。
必然会使得工作人员的工作量加大。
为了保证设备管理的高效性、集中管理的统一性、课余时间上机的灵活性,同时又能减轻工作人员的工作负担,所以从应用上来讲必然需要有一套有效的软件来进行管理控制。
从技术上来讲,现在很多的机房管理软件都是采用C,s即客户,服务器模式,在这种模式下,当客户数量过多、数据量大量增多时,就会出现服务器负荷过重,严重的会出现服务器崩溃现象,同时网络数据流量也会明显加大,加重了网络的负担,为了避免这种情况的出现,从技术上有改进的必要,从而为任务分担模型的提出提供了技术需求。
勤。
(2)主服务器S功能主服务器S主要实现数据的分发及各分服务数据的接收、对各分服务器的管理、教师上课预约等,其基本功能如右图.:(3)分服务器s功能分服务器主要实现对主服务器数据的收发、对客户端的控制管理、收费的实现等。
主要功能如右图:任务分担模型下高校机房管理系统的功能如下:基于任务分担模型下高校机房管理系统功能有:(1)能实现跨网络的数据传输与控制,实现机房管理的统一性。
(2)教师能利用本软件预约上机、检查机房设备状况、对学生考(3)计费管理自动进行,实现计费无人值守。
(4)采用服务器唤醒技术,服务器程序不启动。
客户程序界面不出现,开放机房上机计费和正常教学、工作使用互不影响。
机多用,符合学校对外开放机房收费的需要。
(5)服务器程序和收费充值程序分离,便于控制和管理,上机时无现金交易,增加收费和费用管理的透明度。
(6)客户端自动上机计时显示,便于用户了解和掌握上机时间。
(7)帐户余额自动检测。
防透支,余额不足,提前提醒并倒计时。
(8)支持多管理员,功能分工,相互制约。
二、任务分担模型的实现传统的C/S模型在实际应用中有许多局限性,经过改进后的机房管理系统在结构上将传统的C,s中的S改为s和S,即将原模型S中的功能分配到相应的主服务器S和分服务器s,实现任务分担,这样解决了原c,S中服务器负荷过重的现象,也解决了网络随终端数量的增加出现过度繁忙的现象,其结构及功能分工如下。
(1)拓扑结构设计:拓扑结构如右图所示,这种结构改变了C/S模式,将S改为分服务器8和主服务器S即c^s,s,各客户端的数据大部分可以在本地服务器s处理,这样对主服务器S进行任务分担.同时网络中数据流量也会因此大大减少,减轻了网络的负担,实现任务分担。
其中主服务器为S。
分服务器为s。
机房管骥统一性,提高机房的管理效率,对学校的管理有极为积极的意义。
嘭【参考文献】[1】王敬斌.公共机房收费管理系统软件的开发明.电脑开发与应用.2002,(3).基于任务分担模型下高校机房管理系统的实现必将有利于高校(2】睢丹.基于Agent分布式机房管理系统的设计与实现【D1.华东师范大学..2007,5.[3]殷诚:九江职业大学.I蕾曩量务口客户赡【责任缩辑:田瑞叠】(上接摹睨页J法达到令人满意的效果。