输气管道泄漏诊断与定位技术试验研究

摘要

管道运输是天然气长距离输送的一种最主要的方式，然而，由于管道运输距离长，沿线经过的地形环境复杂，管道腐蚀、自然破坏、人为破坏和管道自身缺陷等多种原因难免会造成管道发生泄漏，它不仅造成了大量的经济损失和环境污染，而且可能带来重大的人身伤亡事故，因此，天然气管道泄漏检测技术对于维护管道安全、保护人们生命财产安全、节约能源、减少环境污染具有重要意义。 本文通过对国内外各种管道泄漏检测技术的研究和分析比较，采用瞬态模型法应用于输气管线泄漏的检测和定位，介绍了瞬态模型泄漏检测法的基本原理，建立起了流动基本方程，并通过特征线法对非线性方程组进行了求解，为泄漏检测提供了理论基础。 设计了一套高压输气管线音波泄漏检测装置，通过大量的模拟计算确定了该装置的各种参数，并对各种仪表进行了选型，尤其是对音波在管道中的传播特性进行了深入研究并选取了音波传感器，然后对实验模型与实际输气管线进行了相似性分析，验证了该模型试验的可推广性；在微机系统中，采用LabVIEW环境设计了基于虚拟仪器的输气管道泄漏检测数据采集系统，包括对采集到的数据进行储存管理和对信号进行实时显示功能。 进行了输气管道泄漏检测室内和现场试验，并用实时瞬态模型方法进行泄漏检测和定位，得出了泄漏对管线流动参数的影响规律。实验结果表明瞬态模型泄漏检测法能够准确、快速检测出泄漏来，并能够对泄漏量的大小进行准确地判断，使用压力曲线相交的方法可以对泄漏点的位置进行粗略地估计，泄漏定位误差随着泄漏量的增大而减小，当泄漏量大于4％时，室内、现场试验的泄漏定位误差都在10％以内。此外，还采用了改进的循环迭代的压力波速计算方法对压力波速进行了计算，通过现场试验验证了该理论计算公式的正确性和准确性。

目录

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声明

第一章绪论

1.1课题研究目的和意义

1.2输气管道泄漏检测方法综述

1.2.1泄漏检测方法的主要评价指标

1.2.2主要的泄漏检测方法

1.3输气管道泄漏检测技术国内外研究现状

1.4论文主要工作

第二章管道瞬态模型泄漏检测法

2.1瞬态模型法的基本原理

2.1.1管输流体基本方程及泄漏判断

2.1.2泄漏定位原理

2.2非线性方程组的数值解法

2.3小结

第三章高压输气管道泄漏检测装置的设计

3.1试验装置流程图

3.2各种试验参数的确定以及仪表的选型

3.3模型试验的相似性分析

3.3.1相似原理

3.3.2相似准则的选择

3.4音波传感器的选型

3.5基于虚拟仪器的输气管道泄漏检测系统的设计

3.5.1虚拟仪器的硬、软件组成

3.5.2泄漏检测系统的设计

3.6小结

第四章瞬态模型法室内试验

4.1泄漏对管线流动参数影响

4.2泄漏检测室内试验

4.2.1试验装置和试验流程

4.2.2试验数据处理和分析

4.3泄漏判断

4.4泄漏定位

4.4.1泄漏后模拟结果与正常运行时模拟结果的对比

4.4.2泄漏定位结果

4.5小结

第五章瞬态模型法现场试验

5.1现场情况简介

5.2管线正常运行工况分析

5.2.1阀门关闭对管线流动参数的影响

5.2.2管线的流动参数随时间的变化关系

5.3管线泄漏工况分析

5.3.1泄漏发生时间的判定

5.3.2泄漏量大小的确定

5.3.3泄漏定位

5.4小结

总结与建议

参考文献

攻读硕士学位期间取得的学术成果

致　谢