管道泄漏监测解决方案

管道泄漏监测解决方案

序

即使使用同样的材料,由于采用的技术不同，就会生产出性能迥异的产品；

即使同样监测的是流量、压力、温度等常规信号，由于采用的算法不同，做出的管道泄漏监测系统也会有质的不同；

绝大多数管道泄漏监测系统的差别不在于信号，而在于算法，由此便有了国外占主流地位的统计法和国内占主流地位的负压力波法；

拥有独家发明专利的北京昊科航公司，率先推出了一种崭新的算法—基于模糊神经网络的算法，从而使管道泄漏监测系统有了如下业内领先的综合性能：

1、无须设定任何参数，无须人工定位，真正的无人管理系统；

2、无论是否有流量计，都能既无漏报又无误报；

3、发生瞬时量的0.5%泄漏量时也能在0～3分钟内报警，大泄漏几米到几十米、小泄漏500米以内的定位误差；

4、消除了各种仪表误差的影响，对现场信号要求不苛刻；

5、自动识别各种生产工艺操作，消除了人工操作引起的误报警；

6、多种可选择的冗余通信技术，保证了系统的全天候工作；

7、凡是流体输送管道，无论是单段还是管网、无论是海底、陆地还是地下、无论是双层管还是单层管、无论是多品种顺序输送的成品油还是原油，只要是流体输送管道都能监测；

8、完整的运行日志记录了各种操作和故障自检记录；

9、永久的泄漏记录和历史曲线、智能报表；

10、带有电子地图上的报警位置可同时显示里程和大地坐标。

目录

一、系统简介

1. HKH系列管道泄漏监测软件系统应用原理

2. 系统工作原理

3. 系统的主要性能指标和特点

4. 系统应用

二、应用案例解析

1. 长距离多泵站串联密闭输送成品油输送管网的泄漏监测报警定位技术

2. 油田集输管网的管道泄漏监测报警定位技术。

3. 抚顺—营口成品油输送管线监测报警定位技术。

4. 管线微泄漏的监测报警定位技术。

5. 中间有加热站的管道泄漏监测报警定位技术

6. 高含水高凝油管线的监测报警定位技术。

7. 长期稳定运行、既无误报又无漏报的技术

一、系统简介

1. HKH系列管道泄漏监测软件系统应用原理

1.1. 概述

管道泄漏报警从宏观角度看并不困难。很早以前，人们已经用电接点压力表、压力开关、记录仪等工具，有效的发现了管道的泄漏，但是这种办法最大的不足是不能定位，而且对于小规模泄漏这样报警也是不合理的。这是因为管道运行中由于各种原因会产生大量的噪声（压力、流量波动），不同的管道输送环境中，这些噪声幅值也不同，一般从0.01Mpa到0.2Mpa不等，而且它在时域分布上没有准确的规律。从统计学角度看，在一定时间内每条管线的这种分布还是有一定的规律，人们还是能够认识、区分这种变化规律的，把这种认识运用到管道泄漏监测技术中，就使该项技术不断进步，实用价值越来越大。

目前国内外应用的管道泄漏监测方法有许多种，但是国内占主导地位的还是负压力波法，国外占主导地位的是统计法。从国内具体管道上的使用效果来看，由于这些方法各有它的适用范围，都不能够完全适应中国油气管道泄漏持续时间短、突发性强、泄漏情况复杂的特点。针对这一情况，我公司在国内外先进管道泄漏监测技术的基础上研制开发了适合我国管道实际状况的《HKH 系列管道泄漏监测报警定位系统》这一智能型监测装置，它是在总结了国内外各种方法的优缺点后而重新提出来的、基于模糊神经网络的人工智能型管道泄漏监测系统。该技术克服了负压力波法只能对突然发生的大规模泄漏准确检测的局限性和统计法较灵敏但相对滞后和定位误差大的缺陷，能够在多种复杂情况下对各种大小泄漏进行及时报警和准确定位，这种技术广泛的适应性和它的优良性能在实际应用中得到了很好的验证。国家知识产权局专利局已经宣布我公司的“流体输送管道泄漏监测定位方法”为国家发明专利。

1.2.负压力波法的局限性

现阶段国内用的较多的负压力波法和传统方法相比是一个巨大的进步，它不但解决了定位问题而且也比传统方法误报少得多，从本质上说它是一种声学方法，即利用在管输介质中传播的声波

进行检测的方法。我们知道，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，使该点管道内压力下降，流体分子间隙变疏，泄漏点两边密度高的液体就向密度小的泄漏点补充，从而产生了一个新的波源，该波以一定速度依次向管道的两端传播，这就是所谓的负压力波。根据负压力波到达上下游监测点的时间差和管道内压力波的传播速度就可以计算出泄漏点的位置。该法常用的定位公式如下：

X = ( L + aΔt ) / 2 ————————①

式中：X ——泄漏点的位置

L ——被监测的管道的长度

α ——波在管道中传播的速度

Δt——首末两站点收到波的时间差

α= ————————②

式中：ρ——流体密度；

K ——液体的体积弹性系数；

E ——管材弹性系数；

D ——管道的平均直径

δ——管壁厚度；

Ψ——系数，对于埋地管道，Ψ＝1－μ²；

μ——泊松系数，钢管的μ=0.3；

从上述公式可以看出，ρ和K除了与流体的特性有关外还和流体的温度和压力相关，一般这两项误差可以用数学模型来近似解决，当然这种情况下的定位公式就不是上式了，所以说①式只不过是一个近似的公式。但是真正的问题并不在这里，它在于负压力波法本身并没有脱离原始的报警方法。

下面我们结合图一和图二来看一下这种识别方法的局限性是怎样产生的：

a b c d

图一图二

一般认为图一中上面的曲线是负压力波，下面的直线是人工设置的报警阈值线，当压力下降曲线与阈值线相交时，就会发出报警，虽然事件发生在时刻a而不是报警的时刻b，但是由于压力下