基于信号增强的缓慢泄漏检测方法

目前管道泄漏检测方法可有效检测突发泄漏，对于缓慢泄漏则存在检测灵敏度低、定位不准确等问题。基于此，提出了一种基于信号增强的缓慢泄漏检测方法。通过信号压缩（抽取及移位）克服缓慢泄漏压力信号下降平缓的缺点；根据声波信号具有波形尖锐突出、对突发泄漏敏感的优点，通过建立以压力为输入、虚拟声波为输出的声波信号变送器模型，将压力信号转换为声波信号，克服了泄漏压力信号容易被淹没在管道压力波动及背景噪声中的缺点，实现了缓慢泄漏信号的增强；利用临近插值方法重构虚拟声波信号，基于延时互相关分析实现了缓慢泄漏的准确定位。实验结果表明，该方法具有显著的信号增强效果和定位精度，实现了缓慢泄漏的准确检测。     

基于功率谱比对的液氯输送管道泄漏检测方法

针对液氯输送管道泄漏检测难以获取泄漏信号样本用于特征提取和诊断建模的难题,提出了一种基于功率谱比对的无泄漏信号样本管道泄漏检测方法。鉴于相同类型传感器应用于不同介质时表现出相似的输出信号特性,通过分析、比较现有的气体管道泄漏信号和正常信号的频域特征,提出了基于双移动窗和功率谱比对的频域特征提取方法。以液氮模拟输送管道正常信号为目标类数据,在无泄漏信号样本条件下建立了基于SVDD的面向液氯输送管道泄漏检测的诊断模型,实现泄漏的可靠检测。现场模拟检验结果表明：该方法能够有效实现液氯输送管道泄漏检测。     

负压波检漏技术在输气管线中的应用

随着我国长距离输气管道的不断增多,管道沿线的泄漏问题日益严重,由此对输气管道泄漏的自动监测和泄漏点的定位就显得尤为重要。本文介绍了应用负压波对管道泄漏进行监测的基本原理和方法,并对定位的基本公式的优化进行了讨论,介绍了更为准确的计算公式。经验证知道,经过优化的计算方法具有更高的定位准确度,对管道泄漏自动监测数学计算模型的建立具有一定的指导意义。     

海底管道泄漏检测研究进展

随着海洋石油技术的发展,穿越海底的油气管道数量不断增多,海底管道泄漏的危险也随之增加。因此,对海底管道泄漏的检测显得愈发的重要,但多数陆上埋地管道泄漏的检测方法不适用于海底管道。将海底管道的常用的和新兴的检测技术归纳为以下四类检测方法,即直接检测、管内流动运行设备检测、管壁系缆式检测和管外设备间接检测。并对这些方法所包括的技术进行了分析、比较,提出今后的研究方向及重点,以期为进一步的研究提供参考。     

基于Hilbert-Huang变换的输气管道泄漏诊断方法

研究了基于Hilbert-Huang变换的天然气管道泄漏检测方法。该方法利用Hilbert边际谱的能量变化来研究远距离传播后管道泄漏声信号的频带特征,然后通过实时监测特征频带内信号的Hilbert谱与正常信号相比是否发生明显变化来判断其中是否含有泄漏声波,最后根据管道两端检测到泄漏声波的时间差进行定位。基于实际管道历史数据的在线测试结果验证了算法的有效性。     

天然气管道泄漏扩散规律的数值模拟

近年来,由于天然气管道泄漏而导致火灾、爆炸的风险,对群众的安全、企业财产和环境等造成极大的威胁,因此,通过分析管道的泄漏模型,制定相应的对策保障天然气管道系统的安全、可靠的运行是非常有意义的。本文利用FLUENT对天然气管道泄漏扩散规律迚行了数值模拟,得到了甲烷的扩散规律及浓度分布规律,为有效预测天然气泄漏扩散的影响范围提供了依据。     

具有工况适应性的管道泄漏信号特征提取

基于神经网络的管道泄漏检测的关键是特征量的提取。以基于压电式动态压力传感器的管道泄漏信号暂态过程为研究对象,分析了不同工况下首、末站泄漏信号的差异,介绍了基于小波分解的泄漏信号增强方法。提出了把动态压力信号作正负区间划分、把相邻区间信号累加值差分、相邻区间信号均值差分和相邻区间信号峰值差分作为泄漏信号识别特征的特征量计算方法和相对量化方法,分析了泄漏信号特征量的横向、纵向合理性评判依据,并以此对从实际泄漏信号中提取得到的特征量进行了检验,验证了特征量提取方法的合理性。最后,给出了以首、末站特征量共同作为输入的神经网络管道泄漏诊断模型及其训练、检验结果。长期的管道泄漏实时监测结果表明,所提出的泄漏信号特征提取方法具有较强的工况适应性,为原油输送管道泄漏的鲁棒诊断提供了较好的技术手段。     

Consensus algorithm‐based approach to fundamental modeling of water pipe networks

Modeling the flow dynamics of leaks in water pipe networks is an extremely difficult problem due to the complex entangled network structure and hydraulic phenomenon. A mathematical model for leak dynamics in water pipe networks based on consensus algorithm and water hammer theory is proposed. The resulting model is a simple and linearly interconnected system even though the dynamics of water pipe networks has considerable complexity. The model is then validated using experimental data obtained from real pipe network. A comparative study demonstrates the proposed model can describe the real system with high qualitative and quantitative accuracy and it can be used to develop model‐based leak detection and location algorithm based on state estimation. To show applicability of the proposed model, we apply cooperative estimation to the developed model. The results demonstrate the consensus‐based pipe model can be potentially used for leak detection and location with state estimation. © 2017 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 63: 3860–3870, 2017     

输气管道泄露检测技术进展

输气管道泄露检测技术是在管道出现老化、腐蚀、人为破坏和自身缺陷等问题时,及时发现并做出报警反应的检测技术。输气管道泄漏不仅会带来巨大的经济损失,而且外漏后的天然气也存在严重的安全隐患,如不及时发现,容易造成重大事故。因此管道检漏技术就是油气安全运输的保障。首先对检漏技术进行了分类,并着重对红外线成像检漏技术、负压波检测技术、漏磁检漏技术、分布式光纤检漏技术等9种新型的间接检漏技术进行了原理分析、进展介绍和适应性评价,最后对管道检漏技术的发展前景做出了展望。     

炼油厂VOC排放控制策略—设备与管阀件泄漏

设备与管阀件泄漏是炼油厂最主要的VOC无组织排放源之一。综述了设备与管阀件泄漏排放特征、控制手段和控制标准,提出了我国炼油厂设备与管阀件泄漏管理策略-实施设备与管阀件泄漏检测与维修(LDAR)计划,发现并维修泄漏,跟踪并防止泄漏,未来逐步应用高可靠性的低泄漏设备与管阀件防止泄漏。结合我国几家典型炼油厂LDAR抽检结果,提出LDAR检测方法、工作程序、检测与数据管理、质量改进及参考标准建议。     

A risk-based methodology for the optimal placement of hazardous gas detectors

Hazardous gas detection systems play an important role in preventing catastrophic gas-related accidents in process industries. Even though effective detection technology currently exists for hazardous gas releases and a majority of process installations have a large number of sensitive detectors in place, the actual operating performance of gas detection systems still does not meet the expected requirements. In this paper, a risk-based methodology is proposed to optimize the placement of hazardous gas detectors. The methodology includes three main steps, namely, the establishment of representative leak scenarios, computational fluid dynamics (CFD)-based gas dispersion modeling, and the establishment of an optimized solution. Based on the combination of gas leak probability and joint distribution probability of wind velocity and wind direction, a quantitative filtering approach is presented to select representative leak scenarios from all potential scenarios. The commercial code ANSYS-FLUENT is used to estimate the consequence of hazardous gas dispersions under various leak and environmental conditions. A stochastic mixed-integer linear programming formulation with the objective of minimizing the total leak risk across all representative leak scenarios is proposed, and the greedy dropping heuristic algorithm (GDHA) is used to solve the optimization model. Finally, a practical application of the methodology is performed to validate its effectiveness for the optimal design of a gas detector system in a high-sulfur natural gas purification plant in Chongqing, China. The results show that an appropriate number of gas detectors with optimal cost-effectiveness can be obtained, and the total leak risk across all potential scenarios can be substantially reduced. This methodology provides an effective approach to guide the optimal placement of point-type gas detection systems involved with either single or mixed gas releases.     

高密度聚乙烯聚氨酯直埋保温管在线监测检漏系统工作原理与技术探讨

着重阐述集中供热新建管道在线监测检漏系统的工作原理,并对预埋传感线的工艺要求、施工现场安装注意事项等进行分析和探讨,以期进一步推动供热企业热网检漏工作的进行,提升管道加工企业的生产工艺及质量。     

油气管道泄漏检测技术

管道输送因其经济方便,正在石油天然气等输送领域迅速发展,但泄漏问题已经成为危害管道安全运行、造成各种事故的主要因素。借助管道泄漏检测技术防止泄漏发生（或在泄漏发生后及时发现）是管道管理采取的重要技术手段。因此,研究管道泄漏检测技术对管道安全运行具有重要意义,本文对油气管道泄露技术进行了系统性介绍、分类和比较,并对其发展前景进行了预测。     

管道泄漏检测系统中次声波信号传播规律研究

由于输油输气管道的运行环境不同、输送介质不同,从而造成了每条管道的声波信号完全不同,管道泄漏声发射信号既携带系统结构中的某些特征信息(泄漏孔大小和位置等),同时又有很大的随机性和不确定性。次声波泄漏检测技术是对管壁状况检测的声发射检测方法和基于现代信号处理的检漏方法二者结合,从而进行管道泄漏检测和泄漏点的定位。文章中把次声波传感器接受泄漏次声信号的过程比拟为"听"的动作,来研究在油气管道泄漏检测系统中次声波信号传播的规律。     

高压天然气管道内颗粒物在线检测结果校正方法

采用在线检测装置对天然气管道内颗粒物进行了实验测定,该装置可在操作压力12 MPa下无需减压装置直接对高压天然气内的颗粒物浓度和粒径分布进行检测. 在6.3 MPa压力下,对国内某天然气站管道内颗粒物的特性进行了检测,分析了影响在线测量结果的因素,以离线测量数据为基准,提出了修正方法,对在线测量所得粉尘颗粒物的粒径分布和浓度进行了修正,在线检测所测粒径范围由0.65~9.5 mm修正为0.55~7.2 mm. 修正前在线测量浓度为4.04 mg/m3,离线测量浓度为2.76 mg/m3,二者偏差约为46%,修正后在线检测平均浓度约为2.83 mg/m3,与离线测量浓度的偏差小于5%.     

浅论油气管道泄漏的自动检测技术

论述了目前我国管道泄漏的四种检测技术：负压波的检测技术、分布式光纤传感器技术、软硬结合技术、音波管道检测技术。在实际的管道泄漏检测工作中,还可结合应用一些其他的方法来对油气管道进行泄漏检测。     

基于音波法的输气管道泄漏检测与定位

为研究输气管道音波法泄漏检测技术的基本原理和应用方法,从而为音波法泄漏检测技术在输气管道上的推广使用提供理论和实践基础,首先根据现场实验工况建立仿真模拟模型,对泄漏音波产生机理进行分析与验证;其次根据仿真模拟结果完成现场实验,并对现场实验数据进行了时频联合分析,包括短时傅里叶变换、小波变换、Hilbert-Huang变换和广义S变换,提取可用于远距离传播的音波信号特征;然后应用可远距离传播的信号特征,对长距离输气管道的泄漏进行检测,取得了较好的效果;最后采用提取的音波特征量进行泄漏定位,定位精度高.研究结果表明,通过信号处理得到泄漏音波信号特征可以用于长距离输气管道泄漏检测.     

煤气管道带压堵漏技术

概述了煤气泄漏的危害和带压堵漏技术的理论及方法．并重点介绍带压堵漏技术的各种方法。通过2010年石灰窑煤气管道一次带压堵漏作业应用实例,指出打压堵漏技术是一种具有安全可靠、适用性强、经济效益显著等特点的堵漏方法,在石灰窑煤气管道输送中,值得推广和使用。它能为煤气管道的连续运行．为企业取得良好的经济效益作出贡献。     

埋地管道夏季泄漏土壤温度场及原油分布数值计算

基于分布式温度光纤传感技术检测管道泄漏机理,研究了埋地管道泄漏传热特点,并采用有限容积法建立了管道泄漏多孔介质流固耦合换热控制方程,针对夏季埋地热油管道不同位置泄漏前后大地温度场的变化及原油在土壤中的分布规律进行数值计算,得出了管道正上/下方穿孔泄露后土壤温度场及原油分布随时间的变化关系.研究表明:夏季泄漏初期管道周围土壤温度场变化剧烈,泄漏位置对土壤温度场分布影响较大,检测管道发生泄漏可以使用分布式温度传感技术.