城市天然气管网泄漏检测与定位技术

城市天然气管网泄漏检测与定位技术
摘要：如今，我国经济发展速度迅猛，城市对天然气的需求量越来越大，同时
城市中的天然气管道建设规模也在不停的发展壮大，为城市居民的生活带来的极
大的便利。

但是，天然气管道泄漏事故时有发生，严重威胁了燃气使用客户的生
命安全与财产安全，所以，要进一步提高天然气管网的泄漏检测与定位技术，及
时的发现燃气管道泄漏点的位置，进行及时的检修工作，从而降低燃气管道泄露
事故的发生几率，因此，本文针对城市天然气管网泄漏检测与定位技术进行了全
面的分析与探讨。

关键词：泄漏；城市产气管道；定位
前言
如今，我国经济发展速度迅猛，城市对天然气的需求量越来越大，同时城市
中的天然气管道建设规模也在不停的发展壮大，天然气管道的应用为城市居民带
来了便利，但是如果天然气管道发生泄漏事故，将会给城市居民带来巨大的损失，因此，要提高城市天燃气管网泄漏的检测技术、定位技术及管道的防护工作。

一、城市燃气管道泄漏检测及定位技术方法
燃气管道泄漏的检测与定位技术，有多种测量手段，大致可以分为基于硬件
检测定位方法与基于软件检测定位方法。

（1）基于硬件的燃气管道泄漏检测定位方法
基于硬件的管道泄漏检测定位方法主要包括了，管内探测球法、电缆检漏法、直接观察法、示踪剂检测法及光纤检测法等。

1.管内探测球法。

是运用探测球进行探测，将探测球放于管道内部进行探测，探测球将会通过超声波及漏磁等多种技术来对管道进行分析，从而确定出泄漏点
的位置。

管内探测球法也存在着缺点，就是检测的周期较长，并不能进行实时监测。

2.电线检漏法。

是通过铺设在管道内的电缆来进行检测定位的。

当燃气管道
出现燃气泄漏的状况时，电缆的属性数据将会出现大幅度的改变，以此来检测分析，并确定出泄露点的位置。

电线检漏法的优点是能够及时的检测出燃气管道的
泄露点，但是缺点是燃气管道泄漏之后需要更换电缆，而且铺设电缆及更换电缆
所需的资金投入过大。

3.直接观察法。

就是让有着丰富工作经验的专业燃气管道人员，沿着天然气
管网的线路进行察看，丰富经验的燃气管道工人通过视觉、听觉、嗅觉等多种器官，再根据以往的经验来直接对泄漏的天然气管道进行察看。

直接观察法对检测
人员的经验要求极高，而且这种方法有着相应的缺点，耗时较长、消耗人力较大、检测的精准度不够高，天然气管道出现紧急事故时并不能及时的发现天然气管道
泄漏点的具体位置。

4.示踪剂检测法。

主要是在燃气管道内添加放射性物质，如果燃气管道出现
泄露时，放射性物体将会通过燃气管道的缝隙渗外界，再通过相应的仪器设备检
测出放射性示踪剂的位置，以此来判断出燃气管道的泄漏点。

示踪剂检测法的缺
点是不能够进行实时的检测，需要一定的时间才能检测出燃气管道泄漏点的位置。

5.光纤检测法。

是在燃气管道施工焊接时，同时将光纤安置其中。

通过光纤
作为检测装置，获取燃气管道周围的信息，将获取的信息传输到服务器当中，对
服务器中的信息进行分析和处理，从而判断出泄漏点的具体位置。

光纤检测法的
有点在于抗干扰能力强、具有极强的敏锐性，可以即时检测燃气管道内的情况。

（2）基于软件的燃气管道泄漏检测定位方法
基于软件的管道泄漏检测定位方法主要包括了，质量平衡法、压力梯度法、
负压力波法、实时模型法、统计决策法及应力波法等。

1.质量平衡法是根据气体流入与流出的气流来进行检测定位的，天然气管道
在良好工作时，管道内进出气体的数值是完全一样的，如果两者之间的差值高于
原先制定好的阈值，就能够确定出泄漏事件的发生，但是质量平衡法的缺点是不
能即时的确定出天然气管道泄漏点的位置。

2.压力梯度法是根据管道内的压力进行检测判断燃气泄漏位置的，根据燃气
管道线路线性变化，对上下游的测量参数进行计算压力梯度，同时根据上下游的
进出站压力进行作图，如果出现交叉点就是确定出天然气管道泄漏点的具体位置。

3.负压力波法。

其本质是在天然气管道出现泄漏的情况下，因为天然气管道
内的压力使天然气从管道破损的缝隙向外界漏气，出现泄漏点压力有所降低情的
况发生，因此出现负压力波通过天然气管道向两侧进行传播，根据天然气管道两
侧安装的传感器设备来判断出天然气管道泄漏点的具体位置，燃气管道内的压力
值出现改变时，传感器设备将会传回一定的数据，对数据进行来分析，就可以准
确的找到天然气管道泄露点的具体位置。

负压力波法相对简单，在天然气管道的
两侧安置传感器设备，就可以精准的判断出泄漏点的具体位置，负压力波法有着
成本相对低廉、安装设备相对简单、可以快速确定出泄漏点的具体位置等多种优点，负压力波法同时也存在着缺点，缺点是出现缓慢微小的泄露点时，传感器的
数据不能准确的反应出来细微的变化，不能准确的反映出微小泄露点的位置。

4.实时模型法。

需要建立出一套不稳定的流动数学模型，实时模拟管道中压
力等多项数据，同时对采集天然气管道内压力的数据，通过对模拟出来的数值和
检测出来的实际数值等多项数值进行比较，来判断出天然气管道的泄漏点的具体
位置。

5.统计决策法是根据管道内的进出口压力与流量的变化来确定是否发生泄漏
事故，燃气管道正常运行时，进出口的压力与流量的变化满足一定的函数关系，
根据这种关系来对燃气管道内的压力与流量进行检测测量，计算出流量与压力的
具体关系。

如果燃气管道发生泄漏时，其流量与压力的关系会产生变化，以此来
判断出泄漏事故的发生。

缺点是不能快速的确定出燃气管道泄漏点的具体位置。

6.应力波法是根据燃气管道泄漏时的振动来确定管道是否发生泄漏，在燃气
管道泄漏时，泄漏处会喷出的气体会跟管壁相互作用，产生一个高频的振动，以
应力波的形式在管道壁中传播。

根据安装在燃气管道上的传感器设备来检测管壁
上的应力波，对获取的应力波数据进行分析处理，来确定燃气管道是否发生泄漏。

二、城市中燃气管道泄漏检测及防护
现代化的城市中有着大量的燃气管道，燃气管道泄漏事故会带来相当大安全
风险与经济损失，燃气管道泄漏问题是一个不容忽视的问题。

如何有效的对城市
燃气管道与燃气管道长途运输管道进行泄漏检测与定位，都是目前不容忽视的问题，尤其是城市燃气管道泄漏问题，如果一旦泄漏必定会对城市中的居民造成不
同程度上的伤害。

随着科技的不断进步，新的检测定位技术不断被应用，应用到
城市燃气管道与长途运输燃气管道当中。

相关的学者提出了红外二极管激光技术，可以用此来对燃气管道进行泄漏检测及定位，这种方法的有点在于能够精准的检
测出燃气管道微量泄漏位置，具有极高的稳定性。

美国研发的ASI系统可以在燃
气管道发生破裂泄漏的瞬间，燃气管道中压力的平衡被打破，燃气管道内流体的
弹性能量释放将会引起音波的震荡，根据传感器设备发出的信号，进行分析处理，
可以有效的判断出泄漏点的具体位置。

同时我国还应用了SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统，可以对数据进行采集和监视控制的系统，能够有效提高燃气管道的运行的安全性能。

三、结语
随着城市的天然气管道建设不断扩大，管道泄漏检测及定位技术也在不断地发展，我国应用了ASI系统和SCADA技术等，能够有效的检测定位出泄漏点的具体位置，同时还有许许多多的先进的检测定位技术出现，这些检测技术的发展越来越成熟，为迅猛发展的城市天然气管网提供了一定的保障，有助于国家经济社会的高速发展，对国家的发展起到了重要的作用。

参考文献
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