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管道泄漏检测系统

我公司开发的管道泄漏检测系统是一套成熟、可靠及适合中国国情的泄漏检测系统,首先通过与SCADA系 统的接口由管道数据采集系统取得管道实时运行参数,再进行信号的预处理(包括:数据解包、数据有效性判断、信号的的整形处理等),进而送到泄漏检测核心模 块进行仿真定位计算,计算的结果和报警信息可以在检漏计算机上显示,同时,检漏系统得到的各种数据及报警信息也可以通过数据接口反馈并显示在SCADA系统的操作员界面上。管道结构参数、流体性质参数等数据文件是PIPELEAK建立和维护管道检漏仿真模型的内部数据文件,用于管道泄漏检测计算及相关的辅助计算。PLF根 据用户的泄漏检测要求建立不同的管道仿真模型,进而进行流量平衡检测、管道状态动态观测和参数学习,参数学习的结果直接用来修正管道模型。状态观测的结果 还可用于管道流体储量的计算,以便减少流量平衡检测的估计误差。管道泄漏动态检测的结果与物质平衡法的估计结果最后在状态判别器中进行比较,以确定报警状 态、级别及泄漏检测结果的可靠性。管道泄漏检测结果可通过与SCADA系统的接口交给SCADA系统处理,PLF本身也可动态跟踪显示管道的运行状态及发布泄漏报警。

泄漏检测系统国内目前基本分类为泄漏事件预警和泄漏后定位报警,前者各种方法正处于实验阶段,但由于其昂贵的费用和没有应用事例,国内尚无大规模应用。而对于传统的泄漏后定位报警,由于原理简单、技术成熟而得到广泛的应用,取得了良好的应用效果。

泄漏检测方法主要采用波敏法、动态方程法等,主要检测管段两端的工艺参数,如压力、温度和流量。在管道发生泄漏时,压力波扰动从泄漏点向管道两端传播, 泄漏检测系统通过安装在管道两端的数据采集系统,实时读取管道两端压力、流量信号,通过信号处理、计算、分析从而准确判断管道已经发生泄漏,并给出声光报 警、泄漏点位置、累积泄漏量等,辅助管理人员制定处置决策。

1.检漏系统的功能

◆  正常输送及反输时都可以进行泄漏检测。

◆  利用质量守恒泄漏报警、波敏法泄漏定位、动态方程定位。 根据现场测试结果确定一种方式为主、其它方式作为补充。

◆  当泄漏发生时发出声光报警,在报警条位置上显示报警信息。产生必要的泄漏事件记录和文件。

◆  泄漏的位置在管线示意图或不同比例的管线走向图中标出。 方便值班人员根据泄漏位置确定拦截追堵路线。

◆ 具有GIS(地理信息系统)接口,可将事故的位置根据坐标显示在电子地图上,并为数字管道做好了基础。

◆ 在泄漏结束时给出总泄漏数量(m3), 便于统计损失的大小。其统计误差<±5%  。

◆ 识别管道的正常瞬变流动,对微小泄漏敏感但不受过程中噪 声的影响。

◆ 系统具有参数学习和管线动态模型自适应修正功能。

◆ 停输状态借助于单独安装的保压系统仍然能够进行泄漏检测。

2.检漏系统的指标

◆ 敏感性:可以对≥1%管线设计流量范围内的泄漏进行报警并定位。

◆ 可靠性:由于PLF3.1是完全基于SCADA系统的检漏软件,还具有模式识别功能,消除了因管线正常操作而产生的误报警(如:末站倒罐、首站跳泵、输油泵的调速及流量调整等),漏报率为零。

◆ 定位精度:

       泄漏量在设计流量的5%以上的泄漏; 定位偏差≤±0.3km;

       泄漏量在设计流量的2%~5%之间时,定位偏差≤±0.5km;

       泄漏量在设计流量的1%~2%之间时;定位偏差≤±1.0km 。

◆ 最快报警响应时间:〈30秒

3.泄漏检测原理

◆ 质量守恒泄漏报警

 ◆ 波敏法泄漏定位

基本定位公式:X=1/2[L+(t1-t2)*V]

•公式中,影响波速的因素主要包括:

输送介质的温度、密度、管材及介质弹性模量变化,以及反输对波速的影响。

• 管道存在不满管流时该方法不能正确定位本方法只利用管段两端压力进行泄漏报警和定位,由于压力变化影响因素较多,因而单该种方法,报警较多。

◆ 动态方程定位

本方法需利用管段两端压力、流量、温度进行泄漏报警和定位,该方法一般被国外软件所采用,如后面要介绍的STONER软件的泄漏检测功能。

4.系统参数学习

◆  目的(系统自适应):

•    修正管道动态模型

•    标定管道系统输差

◆   学习参数:

 — 管道内径    — 摩阻系数

 — 总传热系数 — 系统固定输差

◆    学习方法(缓变参数加权估计): 

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