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长输管道泄漏监测技术的应用探析

作者:未知

  摘 要:介绍了长输管道泄漏报警定位系统的系统构成、工作原理、泄漏点的定位公式、系统的重要技术指标及软硬件设计,同时介绍了泄漏监测系统。并对它们的应用情况及产生的经济效益进行了阐述。
  关键词:长输管道;泄漏检测
  1 工作原理
  长输管道一般口径大,压力高,管道破漏后不能及时发现,原油泄漏量大。单纯依靠增加人力,加大巡线力度,虽然能起到一定作用,但无疑是盲目的和被动的。
  1.1 系统功能实现依据
  根据流体力学理论,当管道某点发生泄漏时,泄漏点必然会产生一个相应的负压力流,并将通过被斩介质按一定规律向两端传输。
  1.2 系统工作原理
  当输油管道某一点发生泄漏时,泄漏点处由于管道内外的压差,流体迅速流失,在泄漏点处的压力迅速下降,同时以一定的速度向两边传播。泄漏速度越快,压力下降幅度越大,反之亦然。本系统采用监测泄漏点瞬态负压波的方法实现管道的泄漏定位。定位公式可简单地表示为:
  X=(L+aΔt)/2
  其中:
  a-负压波在管道中的传播速度,m/s;
  Δt-两个检测点接收负压波的时间差,s;
  L-所检测的管道长度,m;
  X-泄漏位置与所测管道起点的距离,m。
  实际上,负压波在管道中的傳播速度受其中传播介质的弹性、密度、介质温度及管材等实际因素的影响。
  2 现场应用
  某长输管道的管径711mm的长输管道长度约278.4km,管径610mm的长输管道长度167.5km。由于沿途地形复杂,外部环境差,加之不法分子在长输管道上打孔盗油日益猖獗,输油管道的维护耗用了大量的人力、物力。该长输管道起点为1号站,未站为4站,管道采用三层PE防腐。系统一共分为14个管段进行分段检测,每段工作最低压力要求为0.2MPa以上,泄漏检测系统对管线发生的泄漏能进行自动监测报警并定位泄漏点。目前负压波法设置的报警阈值分别为当前管段平均压力的5‰(启输状态),当前管段平均压力的3‰(停输状态)。流量平衡法设置的报警阈值如下表所示:
  报警类别 报警等级 累积时间 报警限值(以管段体积为基数)
  秒钟 严重报警 30秒钟 0.005%
  分钟 中等报警 20分钟 0.01%
  小时 微小报警 2小时 0.03%
  该管道泄漏监测系统压力采集点设置在各站进出站压力、5座RTU阀室、5座单向阀室及某号阀室的上、下游侧共计28个。流量采集点设置在1号站、2号站、3号站站和4号站站共4处。
  为了验证目前在用的泄漏监测系统的报警灵敏度和定位准确性,进行了放油测试,现场测试结果如下表所示:
  管段测试管段长度:57.12km,测试点距离上站距离:67.9km,上站出站压力:3.72MPa,下站进站压力:2.08MPa  测试点压力:2.85MPa 当前瞬时管输量:1013m3/h;管道输送介质:原油,介质密度:0.86kg/m3。
  测试的结果表明取的压力数据存在较为严重的延迟和数据不刷新情况,进站压力数据刷新延迟和不刷新的现象还造成了放油测试时出现了多个拐点的情况,这对于系统计算也造成了很大干扰,使系统无法准确进行定位。
  3 泄漏监测系统应用经验总结
  ①校对关键参数,提高定位精度。我们在努力提高泄漏监测系统灵敏度的同时,想方设法提高系统定位精度;
  ②由泄漏监测定位原理和计算公式可知,监测点接收压力波的时间差△t、管段距离L及声波在介质中的传播速度是监测定位应用中关键的三个参数;
  ③规范管理,强化日常训练,提高应用技能。泄漏监测工作标准化。对管道压力发生异常变化,调度如何开展分析、定位、汇报、记录等工作进行规范,将泄漏监测系统定位操作标准化。保证了每个调度在压力监测工作中采用的都是规定动作,确保了工作标准的统一。
  4 结束语
  ①通过长输管道泄漏监测技术的应用,能够及时发现偷油阀门,打孔盗油,降低了抓偷反盗工作强度,提高了工作效率,有效的避免和减少了原油损失;
  ②长输管道泄漏监测技术的应用,实现了长输管道的在线实时监测,标志着自动化水平的进一步提高。
  参考文献:
  [1]刘莹.基于瞬变反问题分析的燃气管道泄漏检测研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2017.
  [2]郭瑾.基于水力瞬变分析的输油管道泄漏检测方法研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2015.
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