短距离复杂管网泄漏监测系统设计

发布时间：2020-09-01 19:10

　　随着我国油气输送网络建设的快速发展,在长直运输管道稳步建设的同时,短距离复杂管网的建设速度亦在不断加快。对短距离复杂管网的泄漏检测需求也在提高。但由于管网结构复杂,泄漏信号在管网内传播路径混乱,现有的管道泄漏检测方法并不能直接适用,因此需要一种能够对短距离复杂管网行之有效的泄漏检测方法。本文通过对短距离复杂管网结构特点以及国内外现有泄漏检测方法在短距离复杂管网应用中存在的问题进行分析阐述,提出一种基于多压力传感器方向判别结合互相关法声波泄漏定位的泄漏检测方法;在基于声波传感器检测出异常信号的前提下,判断压力异常信号的传播方向,确定泄漏发生的管段;在此基础上,通过管段两端检测到的声波异常信号的延时互相关计算,结合泄漏声波信号在介质中的传播声速和管段长度,确定泄漏位置。依据该方法设计短距离复杂管网泄漏监测系统,研发了以STM32微处理器为核心的数据采集装置并编写相应的数据采集、处理、传输程序,实现多路信号的实时同步采样、数据打包以及基于USB虚拟串行接口的数据传输,同时在服务器上编写管网泄漏监控程序实现数据接收、数据库存储、波形实时显示以及调用泄漏检测定位算法进行泄漏诊断和定位,并将泄漏报警结果记录存储、报警显示。在实验室条件下设计并搭建管网泄漏监测实验测试平台,并在平台上进行模拟泄漏测试实验。实验结果表明:本文采用的泄漏检测方法稳定有效,设计的系统运行稳定、可靠,能够及时发现泄漏并准确确定泄漏位置。从而为短距离复杂管网的泄漏检测、定位提供了一种有效的监测手段。
【学位单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TE973.1
【部分图文】：

示意图,负压波法,示意图,泄漏点

管段５６逦Ｎ５ｔ＞逦管段４５逦Ｎ４ｎ逡逑图２－３管网结构示意图逡逑Ｆｉｇ．２－３邋Ｐｉｐｅ邋ｎｅｔｗｏｒｋ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ逡逑该管网一共具有６个分支节点，各分支节点之间构成复杂的分支回路，为了方便逡逑下文介绍复杂管网泄漏检测、定位方法，将各个分支回路按照分支节点顺序将管网大逡逑致分为１６、１２、２５、２３、３４、４５、５６共七条管段。逡逑２．２负压波法泄漏检测原理及其在管网泄漏检测中的局限性逡逑当管壁发生破损时，由于管道内外存在压力差，泄漏处的介质会瞬间流失，泄逡逑漏点处周围的流体密度会不断减小，从而导致泄漏处的流体压力降低［４６］。由于流体逡逑的连续性，泄漏点周围的介质会不断向泄漏点处补充，根据流体力学原理，介质在补逡逑充时会产生压力的降低，使得泄漏点附近区域的压力低于泄漏点两侧区域压力，这种逡逑压力差异导致泄漏点两侧高压区域的流体向泄漏点周围低压区域流动，进而又引起逡逑泄漏点两侧区域的压力下降

压力变送器,分支管道

逦北京化工大学硕士学位论文逦逡逑器以节点为中心等间距安装；２）对节点分支管道上安装的压力传感器进行统一编号。逡逑压力变送器分别安装在各个分支管道上距离节点中心１．５ｍ处位置，对于检测出异常逡逑信号的相邻节点之间的任一段管道，假设其最临近的两端节点分别具有Ｎ条支路。以逡逑分支节点为坐标原点，以所选管道为Ｘ轴正方向，定义Ｘ轴正方向上的仪表为１号逡逑仪表，然后沿顺时间方向依次对各个分支管道上的压力传感器进行顺序编号，但该编逡逑号与信号采集时对压力变送器的编号并不相同，当同一分支节点与不同节点进行方向逡逑判断时，节点附近压力变送器的编号顺序会发生变化，如图２－５（Ａ），（Ｂ）中分支节点Ｂ逡逑所示。逡逑在进行异常信号传播方向判别时，依次把其它分支管道对应截取的压力信号与当逡逑前被选管道上（Ｘ轴正方向）的截取压力信号进行分析比较，以此得出异常信号的传逡逑播方向。逡逑

示意图,异常信号,节点,分支管道

【参考文献】