管道泄漏监测技术的关键问题和定位方法

管道泄漏监测技术的关键问题和定位方法

1、动态管道泄漏监测的关键技术问题

动态管道泄漏监测要解决的问题其实只有两个，一个是正确的识别出什么是泄漏，另一个就是这种事件到底是何时发生的。

1.1 过去，人们有一种误区，认为管道泄漏了能否报警是关键问题。其实，泄漏报警并非难事，难得是没有泄漏别报警。往往是为了泄漏要报警，搞得没有泄漏经常报警，总喊狼来了，狼真的来了还有谁相信？世界上所有的动态管道泄漏监测系统都在设法解决这个问题，这已经成了衡量系统性能的关键指标。之所以困难，是因为不知道什么是泄漏，没有智能。所以说，管道泄漏的关键技术问题是系统能否正确的识别出什么是泄漏。

具有世界领先水平的HKH3.1版监测系统软件很好的解决了这个问题。这是一项基于模糊神经网络的人工智能型管道泄漏监测系统，这一智能型监测装置是在国内外先进管道泄漏监测技术的基础上开发出来的，并且在国内多条管道上得到了应用，实践证明该系统对管道的泄漏和定位具有完全的识别能力，可以应用于各种管道的泄漏监测。

1.2 何时发生的泄漏？

第一个问题就解决了，接下来的就是定位的问题了。由于人们希望定位准确，所以把定位误差作为一个重要技术指标，往往误差大了，以为是定位方法有问题。其实，定位方法远在管道泄漏技术出现以前就有了，其正确性是毋容质疑的。是什么问题影响了定位？是不能准确的知道泄漏时刻和泄漏前后的数据。

北京昊科航公司在独家拥有的中国发明专利“流体输送管道泄漏监测定位方法”的基础上，研制开发出了比较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》。这套系统很好的解决了这个问题，定位自然会有很好的效果。

2、动态管道泄漏监测报警系统的定位方法

关于定位方法，在以流量和压力为监测参数的管道泄漏监测系统中，目前世界上采用的定位方法共有两种，一种是人们熟知的水击波速度法，一种是水力坡降法。

2.1 水力坡降法

水力坡降法是基于管道摩阻方程的一种方法。根据管道内物流性质和流动状态建立求解方程，求出对应的流阻，得出水利坡降，由于泄漏后漏点前后的水利坡降不同，求出两条坡降直线的交点，就是泄漏位置。但是，由于流阻变化一点对距离的影响特别大，人们无法找到精确的变化数据，所以，水力坡降法求泄漏位置的误差也特别大。这种定位方法一般在统计法泄漏监测技术上应用，因为统计法不知道事件发生的确切时刻，无法按已知速度、路程和时间的条件求出发地的水击波速度法方式定位。

2.2 水击波速度法

水击波速度法所依据的是压力波在管道内的传播速度，对于已知固定的管道和一种给定状态下的介质而言，是个固定的数值，应用该值计算的泄漏位置相应的也比较准确。当前在国内应用较多的负压波法管道泄漏监测系统中，不论是自动定位还是人工寻找拐点再由计算机定位，用的都是这个办法。

我们知道，当管道发生泄漏时，由于管道内压力远高于大气压力，泄漏点的流体迅速流失，导致泄漏点压力下降，泄漏点上游管段的液体由泄漏点开始逐步加速向泄漏点方向流动，从而使出站流量上升；泄漏点下游的液体由泄漏点逐步开始降低向下游流动的速度，因此使下游进站流量减少。这种流动速度改变的信号从泄漏点同时向两端传播，信号所到之处管内流速开始改变，这就是管道泄漏监测技术上所说的负压力波及其在管内传播的机理和规律。泄漏打破了正常运行状态下管道中流体的流动速度和压力分布规律，作为一个新的压力波动信号源向管道的两端传播，其实这就是水力学中所说的水击波的一种表现形式。根据监测点内管道长度、上下游监测点接收到水击波信号的时间差和管道内水击波的传播速度就可以计算出泄漏点的位置。该法的定位公式如下：

()/2

=+α?(0.1)

X L t

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

t?——首末两站点收到波的时间差

α=(0.2) 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；

当然，水力学中所说的水击波压力变化数值往往很大，小泄漏和微泄漏压力变化信号很小，一般不称作水击波，但作为信号传递特性来说，二者是相同的，只要找到事件发生的时刻，利用上式计算泄漏位置就正确了。从这里可以看出，定位公式是没有问题的，关键是时刻要找准，这样，t?才能准确，定位就准了。

由于北京昊科航公司的《HKH系列管道泄漏监测报警定位系统》很好的解决了上述两个问题，虽然也同样采用水击波速度定位公式，但是却能获得与众不同的定位效果。