天然氣管道檢漏(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 關(guān)閉相鄰兩個截 止閥 ,通過監(jiān)測各管段的壓力下降的情況來檢 漏。這種方法能夠檢測出較小泄漏量 ,可靠性 高 ,但只能在管道停輸時使用，而且需要安裝 較多截止閥，實時性和經(jīng)濟性較差。 38 第三十八頁，共九十五頁。 另外 ,還有一些其他檢測方法 ,如應(yīng)力波檢 測法、壓力梯度法、背景吸收氣體成像、放射 線示蹤物法等。這些繁多的檢測技術(shù)各具有優(yōu) 缺點 ,單一的檢漏裝置很難滿足檢測要求。在 實踐中要結(jié)合工程實際 ,正確分析工況條件及 最終性能要求 ,明確各性能要求的主次關(guān)系 ,綜 合應(yīng)用多種檢測方法 ,組成可靠性及經(jīng)濟性俱 佳的泄漏檢測系統(tǒng)。 39 第三十九頁，共九十五頁。 ： 硬件方法是依靠不同的硬件裝置用來輔助檢測確定泄漏位置 。 所用典型裝置根據(jù)設(shè)計原理可分為 5種類型 :氣體取樣檢測器 、 溫度檢測器 、 聲學(xué)檢測器 、 電參數(shù)檢測器和管內(nèi)行走檢測器 。 氣體取樣檢測器 氣體取樣檢測器主要有火焰電離檢測器和可燃氣體監(jiān)測器兩種 。 40 第四十頁，共九十五頁。 火焰電離檢測器的根本工作原理 :在有電場 存在的情況下 ,烴類 (氣態(tài) )在純氫火焰灼燒下產(chǎn) 生帶電碳原子 ,碳原子被收集到一個電極板上并 計數(shù) 。當碳原子的數(shù)量超過預(yù)設(shè)值時 ,那么說明周圍 空氣中存在超過了警戒濃度的可燃氣體 ,檢測器 即報警 。 利用檢測有無可燃性氣體的方法來確定 可燃性氣體的泄漏一般采用基于接觸燃燒原理的 可燃性氣體檢測器 ,常用于氣體管道 。 41 第四十一頁，共九十五頁。 可燃氣體檢測器 是一種監(jiān)視可燃氣體的 獨立傳感器 。 它通過擴散作用從空氣中取樣 , 利用催化氧化原理產(chǎn)生一種與可燃氣體濃度成 比例的信號 ,一旦可燃氣體濃度超過爆炸下限 的 20%,繼電器驅(qū)動信號便傳送到遠方控制板上 的報警器報警 。 42 第四十二頁，共九十五頁。 溫度檢測器： 泄漏會引起管道周圍環(huán)境的溫度變化 。 采 用搭載在車輛 、 直升機上的光譜檢測和分析設(shè) 備 ,可通過監(jiān)測泄漏引起的熱點檢漏 。 美國佛 羅里達技術(shù)網(wǎng)絡(luò)公司利用直升飛機載紅外線攝 像裝置 ,記錄埋地管道周圍某些不規(guī)那么的地熱 輻射效應(yīng) ,利用光譜分析檢測較小的泄漏 。 43 第四十三頁，共九十五頁。 美國天然氣研究所現(xiàn)正致力于利用以激光為根底 的遙感技術(shù)檢漏研究 ,以開發(fā)一種能在相當遠的 距離內(nèi)選用遙感技術(shù)快速掃描大幅地區(qū) ,檢測管 道氣體泄漏產(chǎn)生的熱點并提供有關(guān)圖像的裝置 。 近年來先進的大面積溫度傳感器的開展使 溫度檢測技術(shù)更加實用 。 溫度傳感器 ,如多傳感 器電纜和采用光導(dǎo)纖維的光學(xué)時間域反射測定法 等都被用于檢測泄漏附近溫度的變化 。 44 第四十四頁，共九十五頁。 聲學(xué)檢測器 : 滲漏發(fā)生后 ,流體流出管道后會發(fā)生聲音 , 聲波按照管道內(nèi)流體物理性質(zhì)決定的速度傳播 開去。聲音檢測器檢測出這種波而發(fā)現(xiàn)泄漏。 由于檢測范圍的局限有必要沿管道安裝很 多聲音傳感器 ,這些傳感器在管道內(nèi)檢測聲音 信號 ,從正常運行的聲音中鑒別出泄漏聲音。 45 第四十五頁，共九十五頁。 電參數(shù)檢測器： 電參數(shù)檢測器主要有電纜阻抗檢測和土壤 電參數(shù)檢測兩種 。 電纜阻抗檢測法是由加拿大技術(shù)人員所開發(fā) 。 在管道建設(shè)時 ,沿管道鋪設(shè)一種能與天然 氣進行某種反響的電纜 。 如果泄漏發(fā)生 ,那么泄 漏天然氣會與電纜發(fā)生反響 ,改變電纜的阻抗 特性并將此信號傳回檢測中心 。 46 第四十六頁，共九十五頁。 該電纜既是傳感器又是信號傳輸設(shè)備 ,可 利用阻抗 、 電阻率和長度的關(guān)系確定泄漏的程 度和泄漏的位置 。 泄漏會引起管道周圍土壤電參數(shù)的變化 , 采用雷達系統(tǒng) (發(fā)射器和接收器 )可通過檢測土 壤電參數(shù)準確定位地下管道的泄漏 ,即為土壤 電參數(shù)檢測法 。 47 第四十七頁，共九十五頁。 管道機器人： 隨著科學(xué)技術(shù)的開展 ,機器人也在管道檢 測中得到較為廣泛的運用 。 管道機器人是一種 可在管道內(nèi)行走的機械 ,可以攜帶一種或多種 傳感器 ,在操作人員的遠端控制下進行一系列 的管道檢測維修作業(yè) ,是一種理想的管道自動 化檢測裝置 。 一個完整的管道檢測機器人應(yīng)當 包括移動載體 、 視覺系統(tǒng) 、 信號傳送系統(tǒng) 、 動 力系統(tǒng)和控制系統(tǒng) 。 48 第四十八頁，共九十五頁。 管道機器人利用超聲波傳感器 、 漏磁通傳 感器等多種檢側(cè)傳感器進行信息檢測 ,對管道 環(huán)境進行識別 ,自動完成檢測任務(wù) 。 其核心組 成為管道環(huán)境識別系統(tǒng) (視覺系統(tǒng) )和移動載體 。 目前國外的管道機器人的技術(shù)已經(jīng)開展得比較 成熟 ,它不僅能進行管道檢測 ,還具有管道維護 與維修等功能 ,是一個綜合的管道檢測維修系 統(tǒng) 。 49 第四十九頁，共九十五頁。 ： 由于有關(guān)管道泄漏的未知因素很多 ,采用 常規(guī)數(shù)學(xué)模型進行描述存在較大困難。用于泄 漏檢測時 ,常因誤差很大或易漏報、誤報而不 能用于工業(yè)現(xiàn)場。基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢測管道 泄漏的方法 ,不同于已有的基于管道準確流動 模型描述的泄漏檢測法 ,學(xué)習管道的各種工況 , 對管道運行狀況進行分類識別 ,是一種基于經(jīng) 驗的類似人類的認知過程的方法。 50 第五十頁，共九十五頁。 試驗證明這種方法十分靈敏和有效。理論 分析和實踐說明 ,這種檢漏方法能夠迅速準確 預(yù)報出管道運行情況 ,檢測管道運行故障并且 有較強的抗惡劣環(huán)境和抗噪聲干擾的能力。泄 漏引發(fā)應(yīng)力波適當?shù)奶卣魈崛≈笜四茱@著提高 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運算速度。 51 第五十一頁，共九十五頁。 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習計算研制的管道泄漏檢 測儀器簡潔實用 ,能適應(yīng)復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場。神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)檢測方法可推廣應(yīng)用到管道堵塞、積砂、 積蠟和變形等多種故障的檢測中 ,對于管網(wǎng)故 障診斷有廣泛的應(yīng)用前景。 52 第五十二頁，共九十五頁。 : 檢測原理 : 氣體泄漏產(chǎn)生超聲波 如果一個容器內(nèi)充滿氣體 ， 當其內(nèi)部壓強 大于外部壓強時 ， 由于內(nèi)外壓差較大 ， 一旦容器 有漏孔 ， 氣體就會從漏孔沖出 。 當漏孔尺寸較小 而雷諾數(shù)較高時 ， 沖出氣體就會形成湍流 ， 湍流 在漏孔附近會產(chǎn)生一定頻率的聲波 。 53 第五十三頁，共九十五頁。 聲波振動的頻率與漏孔尺寸有關(guān) ，漏孔較 大時人耳可聽到漏氣聲 ， 漏孔很小且聲波頻率 大于 20kHz時 ， 人耳就聽不到了 ， 但它們能在 空氣中傳播 ， 被稱作空載超聲波 。 超聲波是高 頻短波信號 ， 其強度隨著離開聲源〔 漏孔 〕 距 離的增加而迅速衰減 。 54 第五十四頁，共九十五頁。 當管道出現(xiàn)泄漏時 ,管道中的流體被擾動 , 接收換能器上的電壓將發(fā)生明顯變化。通過采 集假設(shè)干個泄漏點電壓變化量 ,描繪出泄漏點與 電壓變化量的關(guān)系曲線 ,并且用計算機求解出 曲線對應(yīng)的方程。用這種方法 ,可以根據(jù)接收 換能器上檢測儀表電壓的變化立即發(fā)現(xiàn)泄漏 , 進而根據(jù)擬合曲線或方程確定泄漏點的位置。 55 第五十五頁，共九十五頁。 壓電陶瓷換能器產(chǎn)生和接收超聲波的工作 原理是 :當輸入電壓的頻率為諧振頻率時 ,超聲 波在介質(zhì)中產(chǎn)生的駐波最強。假設(shè)管道中出現(xiàn)泄 漏 ,接收換能器的電壓立即發(fā)生變化 ,可以根據(jù) 這種變化發(fā)現(xiàn)泄漏 ,進而按擬合曲線或方程式 計算出管道泄漏的位置。 56 第五十六頁，共九十五頁。 根據(jù)聲速在介質(zhì)中傳播速度的公式可知 , 隨著液體密度的增大 ,其聲速也將增大。例如 , 聲波在水中的傳播速度大約是空氣的五倍。