改进负压力波定位算法在输送管道泄漏检测中的应用
改进负压力波定位算法在输送管道泄漏检测中的应用
摘要 本文根据负压波原理,利用数值分析的方法,提出了一种能够准确寻找输送管道原油泄漏点的计算方法,该方法简单实用,为输送管道的泄漏定位提供了精确快速的检测方法。本文主要介绍负压波法在输油管道泄漏检测系统中的应用。
关键词 负压波;管道;泄漏;检测;定位
1 负压波法简介
为了提高检测的灵敏度,还可运用相关技术对管道两端的传感器所接收的信号进行相关分析。该方法具有较高的定位精度和较快的响应速度,可迅速检测出突发性的泄漏,且适用性强、定位原理简单,是目前国际上广泛使用的管道漏点定位和泄漏检测方法。
2 负压波定位准确的关键问题
负压波管内波速的确定和传播到上、下游传感器的时间差的精确确定是负压波定位方法准确的两个关键。确定负压波 信号传到管道首末端时刻时,一个显然的要求是保证首、末端压力信号序列起始时间应该一致,这就要求统一首、末端的数据采集系统工控机的系统时间。采用全球定位系统来统一各站工控机的时间,能够满足泄漏监测系统对统一时间的要求。负压波随着温度、环境、介质的变化的传播速度公式如下:式中:K是液体的体积弹性系数,a;是液体的密度,kg/m3;v是管内压力波的传播速度,m/s;D是管道的直径,m;E是管材的弹性,Pa;e是管壁的厚度,m;C1是与管道约束条件有关的修正系数;式中液体的密度和体积弹性系数K随原油的温度而变化。因此,必须考虑温度对负压波波速的影响,需要对负压波的波速进行温度修正。
3 常规负压波定位算法
在常规的常速泄漏定位方法中,视负压力波在管道中传播的速度v为定常值,一般在1 000~2 000m/s 之间;管道总长度为L(单位m);管道上、下游压力传感器捕捉到负压力波到达的时间差为△t(单位s);泄漏点距离上游检测点位X(单位m),则有下列方程
4 改进的负压力波定位算法
由于原油温度会随管道距离的变化而变化,可将负压波波速写为距离变化的函数v(x),那么泄漏点xL处产生的负压力波传播到管道首末端所需时间分别为
