管道泄漏检测技术PPT课件.ppt

管道泄漏检测技术 北京科创三思科技发展有限公司 1 一 管道泄漏检测方法简介 管道泄漏检测技术的研究从上世纪九十年代开始 历经二十年 已经有放射物检测法 质量平衡法 电缆检测法 微波探测 磁场感应传感器探测法 红外探测法等多种直观 简单的方法被淘汰 现在行业中有三种方法被广为介绍 光纤检漏法 负压波法 次声波法 2 二 光纤检测法 根据Joule Thomson效应原理 当管道发生泄漏时 泄漏源附近的温度会相应降低 监视该局部温度变化 可以对泄漏进行监测和定位 光纤光栅 FiberBraggGrating FBG 传感器基于波长调制技术 将被测应变和温度的变化转化为光栅中Bragg波长的变化 通过解调得知被测参量的信息 它是一种点式准分布测量技术 该技术利用FBG作为传感器 平行铺设在天然气管道附近 检测管道由于泄漏 附近机械施工和人为破坏等事件产生的压力 振动和温度信号 通过匹配光栅法和自动识别技术检测管道泄漏并进行定位 光纤法具有测量精度高 长期稳定性好 传输距离远 数据采集实时性好 抗电磁干扰 本质防爆等优点 3 二 光纤检测法 当泄漏量较小时 泄漏源附近温度变化较小 对光纤传感器的检测灵敏度要求相当高 因此成本也相应偏高 当使用与管道平行埋设的光纤时 由于当初埋设光纤的目的不是做管道泄漏检测 因此 光纤的埋设离管道有一定的距离 并不是贴着管道埋设 实际工程中 我们多次遇到光纤离管道有十几米距离的情况 如此一来 因管道发生泄漏而引起的温度降低 光纤就检测不到 这是工程状况限制 不是光纤检测法本身的缺陷 4 二 光纤检测法 即使原有光纤与管道离得很近 当发生图一情况时 由于光纤和泄漏点处于管道的两端 仍然无法报警 按照国外的报道 光纤检测系统里面的光纤需要三根均匀分布在管道周围 如图二所示 才能确保管道的泄漏报警 图一 检测光纤与泄漏点处于管道两端 图二 光纤应埋设三根 均匀分布在管道周围 5 三 负压波法 当管道发生泄漏时 泄漏处由于管道内介质外泄造成管道压力突然下降 在流体中产生一个瞬态负压波 负压波沿管道向上 下游传播 由于管道的波导作用 负压波可传播数十公里 根据负压波到达上 下游测量点的时间差以及负压波在管道中的传播速度 可以计算泄漏位置 由于负压波法有效距离长 安装简捷 成本较低 目前在国内得到广泛的的应用 6 三 负压波法 对泄漏量要求很大 负压波法能迅速检测出泄漏量很大的泄漏 对泄漏量较小的泄漏没有效果 目前 业界对能够报警的泄漏量值说法不一 根据胜利油田一个招标项目里给出的指标 灵敏度 系统应在20秒之内探测出大于流量10 的泄漏 2分钟内探测出大于管道设计流量2 的泄漏 我们依稀可以推测出2 是一个很高的指标 详见胜利油田2013年3月招标文件 07管线漏失监控系统 负压波法有其自身的缺陷 表现在以下几个方面 7 三 负压波法 在天然气管道上不起作用 在天然气管道上 如果发生泄漏 泄漏处的压缩气体迅速扩张 不产生可以检测得到的负压波 因此 负压波法对天然气管道无能为力 在海底管道上不起作用 海底的管道受海浪冲刷 在海底如同面条般不停的摆动 管道内的介质压力相应的不停变化 负压波系统会不停的发出报警信号 福建泉港联合石化的一条总长15公里的海底管道 原本设计安装一套负压波系统 后因不停报警而撤换成次声波系统 需要很多辅助手段 比如负压波系统需要流量计的辅助 由于管道存在调压等各种工况 负压波系统无法区分 因此 负压波报警的前提是流量计报告流量有损失 如果没有流量计 负压波系统即使在陆地上也是不断报警 8 三 负压波法 定位不准确 负压波信号是直流信号 波形如图3所示 信号从开始到结束的时域很宽 同时由于泄漏开始阶段泄漏量较小 负压波信号不明显 因此 业界在选择泄漏开始的时间点上存在较大的分歧 以负压波在输油管道内的传播速度为1000米 秒计算 取点即使存在一秒钟的时间误差 也会产生一公里的定位误差 事实上 目前管道企业在用的负压波系统 几乎没有精确定位的案例 图3 负压波信号 9 四 次声波法 管道发生泄漏时 泄漏介质与泄露处管道壁高速摩擦而产生声波信号 声波信号中的次声波成分因衰减极小而能够长距离传播 次声波系统检测到该信号之后 定位原理与负压波完全一致 次声波信号是交流信号 信号呈尖峰状 见图4 时间点的获取没有分歧 弥补了负压波定位不准确的缺陷 图4 次声波系统波形 10 四 次声波法 天然气的泄漏同样产生次声波 弥补了负压波在天然气管道上无效的缺陷 海底管道因海浪而摆动时不产生次声波 不会引起误报 弥补了负压波在海底管道上无效的缺陷 次声波的产生跟泄漏量无关 并不需要产生大量泄漏的报警条件 次声波系统在济邯线上破获过打孔盗油案件 盗窃分子只是刚刚打好一个新孔