可燃气体管道泄漏检测方法的研究

发布时间：2022-11-11 22:15

　　近年来,可燃气体以其清洁、高效、方便运输等优点,被广泛的使用在城市生活和石油化工生产中。管道运输是燃气输送的主要方式,然而受自然灾害、管道老化以及人为破坏的影响,管道在运行的时候难免会发生泄漏。及时发现管道泄漏并对泄漏孔进行定位,对于保障管道安全运行、减小经济损失有着重要的意义。本文以大连造船厂乙炔管道输送为背景,采用理论与仿真相结合的方式,对基于负压波的可燃气体管道泄漏检测方法做了研究。以此方法为基本检测原理,为造船厂提供了管道检漏设计方案。首先,本文阐述了基于负压波的可燃气体管道检漏的原理,根据负压波在管道中的传播特性推导出泄漏孔的定位公式,并对可能会影响定位精度的因素作了分析。根据流体力学的基本理论建立了管道中气体流动的数学模型。根据计算精度要求、管道特点利用ICEM CFD建立了管道泄漏二维模型,网格划分采用四边形网格。在FLUENT中对管道正常情况和泄漏情况分别进行了仿真,得到了燃气管道泄漏后管道首末两端气体压力和流量的变化规律。其次,本文对泄漏孔定位方法做了研究。为模拟真实的工业现场信号,本文对仿真得到的压力信号加入噪声,并利用小波模极大值去噪法对含噪信号进行去噪处理。针对... 

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究背景及意义
        1.2.1 课题的研究背景
        1.2.2 课题的研究意义
    1.3 管道泄漏检测技术的国内外研究现状
        1.3.1 直接检测法研究现状
        1.3.2 间接检测法研究现状
    1.4 本课题主要研究内容
2 基于负压波的燃气管道泄漏检测原理
    2.1 负压波的产生
    2.2 管道泄漏孔的定位原理
    2.3 泄漏定位精度的主要影响因素分析
        2.3.1 管道内气体流速
        2.3.2 管道内负压波的传播速度
        2.3.3 负压波传播到管道首末两端的时间差
3 可燃气体管道泄漏的仿真研究
    3.1 计算机流体力学概述
        3.1.1 计算机流体力学简介
        3.1.2 计算机流体力学的求解过程
        3.1.3 仿真软件介绍
    3.2 管道内气体流动的数值计算模型
        3.2.1 气体流动的控制方程
        3.2.2 控制方程的离散方法
    3.3 管道泄漏仿真模型
        3.3.1 管道泄漏模型的建立及网格无关性检验
        3.3.2 求解选项及边界条件设置
    3.4 管道泄漏的仿真结果及分析
        3.4.1 管道正常运行的仿真结果及分析
        3.4.2 管道泄漏的仿真结果及分析
4 基于小波分析的泄漏定位方法的研究
    4.1 小波分析基本理论
    4.2 基于小波变换模极大值的信号去噪方法
        4.2.1 模极大值简介
        4.2.2 信号奇异点的小波变换模极大值的尺度传播特性
        4.2.3 白噪声小波变换模极大值的尺度传播特性
        4.2.4 信号去噪算法
        4.2.5 信号去噪结果
    4.3 管道泄漏孔的定位
        4.3.1 压力突降点的识别
        4.3.2 泄漏孔定位结果
5 乙炔管道泄漏检测方案设计
    5.1 问题提出的背景
    5.2 现场工艺参数
    5.3 传感器选型及分布
        5.3.1 FLUENT仿真
        5.3.2 传感器选型
        5.3.3 传感器分布
    5.4 系统总体结构
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]ICEM CFD结构化网格在泵站工程中的应用[J]. 苏叶春,吴佩锋.  江苏水利. 2017(01)
[2]测井信号的模极大值小波去噪与交替投影重构[J]. 高丙坤,周泳含,孙灵川,张莉.  化工自动化及仪表. 2015(09)
[3]小波奇异性分析在管道泄漏检测中的应用[J]. 路通达.  石油化工自动化. 2011(06)
[4]小波分析在信号处理中的应用[J]. 杜云峰,黄琦,蔡明山.  机电产品开发与创新. 2010(03)
[5]油气管道泄漏检测技术发展现状[J]. 王效东,黄坤,朱小华,陆姚华,迟宏佳.  管道技术与设备. 2008(01)
[6]基于ICA技术和波形结构模式识别的管线泄漏诊断方法[J]. 陈志刚,张来斌,王朝晖,梁伟.  化工自动化及仪表. 2007(02)
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[8]输油管道泄漏检测技术研究与应用[J]. 刘恩斌,李长俊,梁党国,孙建忠.  油气储运. 2006(05)
[9]由小波变换模极大值重构信号的快速算法[J]. 孙丰荣,翟广涛,李艳玲,刘泽,张梅,张运.  小型微型计算机系统. 2005(12)
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硕士论文
[1]城市燃气管道安全管理研究[D]. 孙雨丽.河北工程大学 2011
[2]基于小波变换和独立分量分析的去噪方法研究[D]. 程娇.复旦大学 2010
[3]基于模型法的气体管道泄漏检测及定位技术研究[D]. 张艳珊.北京化工大学 2009
[4]基于负压波的气体管道泄漏检测定位精度影响因素研究[D]. 陈克勤.哈尔滨工业大学 2009
[5]基于负压波和流量检测管道泄漏定位系统研究[D]. 李彦荣.北京交通大学 2008
[6]基于瞬态模拟的燃气管道泄漏检测与定位技术研究[D]. 李军.天津城市建设学院 2008
[7]基于小波变换模极大值的电能质量信号检测研究[D]. 王洪梅.浙江大学 2006



本文编号：3705844