城市燃气管道泄漏检测技术评析

1、城市燃气管道泄漏检测技术评析1、引言随着西气东输、 川气东送等国家级骨干输气管网的建设， 我 国城市燃气得到了快速发展， 对现有燃气管道的完整性管理要求 也不断提高。 城市燃气输送的主要方式为管道输送方式， 燃气管 道由于生产、安装、使用和管理等方面原因，可能存在燃气管道 泄漏的现象，不但影响燃气的正常输送，而且污染环境，甚至引 起火灾和爆炸等恶劣后果， 对国家和人民的生命财产安全造成危 害，造成伤亡和财产损失。 因此对于城市燃气管道泄漏检测技术 的研究意义重大。2、燃气管道泄漏的直接检测技术分析2.1 直接巡视法直接巡视法是指通过人工巡视的方式， 通过巡视人员的感观 和判断对燃气管道泄漏情况

2、进行观察，通过闻、看、听等方式进 行判断， 这种方式很大程度上依赖于工作人员的专业水平、 责任 心和工作经验。另外，直接巡视法还可借助泄漏探测仪、红外激 光气体测试仪等仪器辅助判断， 在一定程度上提高了人工判断的 准确性。 直接巡视法虽然操作简单， 但是无法实现管道泄漏的实 时监测。2.2 空气检测法空气检测法主要是通过取样检测的方式， 确定是否存在燃气泄漏。检测设备主要包括两种 : 可燃气体检测器和火焰电离检测 器。可燃气体检测器是使用传感器对可燃气体进行监视， 从空气 中取到燃气泄漏的样本， 并利用氧化催化原理， 对燃气泄漏样本 进行信号转换， 根据燃气浓度产生不同的信号值， 若燃气浓度达

3、 到预警下限的 20% ，可燃气体检测器中的继电器驱动信号触发 控制装置， 将信号传递到报警设备进行预警。 火焰电离检测器主 要是通过收集碳原子的方式进行计数并预警， 气态烃类在有电场 存在的情况下，经过纯氢火焰灼烧，产生带电碳原子，火焰电离 检测器将碳原子收集到电极板上进行计数， 当碳原子数量超过预 警值时，检测器产生预警信号并报警。2.3 泄漏电缆检测法 泄漏电缆是一种由特殊成分制造的电缆， 这种电缆中的特殊 成分能够与管道运送的燃气发生特定的反应， 一旦燃气泄漏， 电 缆发生劣质反应，触发声光信号进行传送，以达到预警的目的。 目前，泄漏电缆检测法主要包括两种方式， 一种为燃气泄漏造成 电

4、缆特性阻抗改变， 因此产生信号， 另一种是燃气泄漏导致电缆 短路，产生预警信号。 泄漏电缆检测法较其他方法具有更高的灵 敏性，能够及时发生燃气泄漏事故，但存在铺设和更换困难，造 价高，无法连续使用的缺点，因此在一定程度上无法广泛应用。3、燃气管道泄漏的间接检测技术分析3.1 流量判断法 流量判断法主要是对通过燃气管道气体的流量差额进行判 断，确认是否发生了燃气泄漏。当流量差异较大，低于预设的预 警值时，则流量计触发相关信号，传递到预警设备，发出预警信 息。这种方式对流量测试仪的精确度要求较高，因此成本较高。3.2 压力点分析法 压力点分析法的原理是指当管道内燃气正常传送时， 管内保 持稳定的气

5、压，不会激发预警信号。当燃气管理泄漏时，沿管道 会产生以声波形式传播的扩张波，导致管道各处压力发生变化， 气压失去稳定，当压力变化超过预警值，则触发预警。通过管道 各处压力变化情况， 可以计算出燃气泄漏的位置。 压力点分析法 响应时间较快， 但需要准确判断最初燃气泄漏的时间， 因此对于 微渗的情况无法准确判断。 目前，压力点分析法已普遍应用于燃 气管道泄漏的检测。3.3 模型测算法这种方法是指通过针对管道传输模型， 对系统的实时参数进 行计算并分析， 通过对比估算值和测量值进行判断。 在模型建立 过程中，需要考虑燃气压力、温度、燃气密度等多种因素，才能 达到模型计算的精确。3.4 神经网络模糊

6、识别通常情况下， 普通模型对于燃气管道泄漏的判断存在一定的 准确性差异，神经网络模糊识别方法作为一种新兴的网络技术， 能够以样本为对象进行学习， 并且无限逼近非线性函数， 因此灵 敏度高，能够大幅提高燃气泄漏的精确度，同时具有抗干扰、抗 噪声能力。 这种方法误报警很少， 但其缺点在于定时时只能以段 为单位，无法更为精确的定位。4、城市燃气管道泄漏检测方法的评析4.1 当前城市燃气管道泄漏检测方法的不足之处 无论是直接还是间接检测方法， 各种燃气管道泄漏检测和泄 漏定位技术都难以解决检测灵敏度和误报警之间难以调和的矛 盾以及管道定位精度不高的困难。 特别是当燃气泄漏较少， 仅为 微量泄漏时， 某

7、些管道泄漏检测技术可能由于精度无法达到检测 标准，因此对微量泄漏检测不到。而其他精确度过高的技术，又 有可能对非燃气泄漏的情况产生误报警。 因此，在选择城市燃气 管道泄漏技术与方法时， 应充分关注微量缓慢泄漏的检测精度和 泄漏点定位的准确程度， 并防止误报警， 实现各种检测方法的最 佳组合。4.3 城市燃气管道泄漏检测方法的发展方向 智能化燃气管道泄漏检测技术是未来的发展方向， 特别是目 前已经正在初步使用的神经网络模型识别和检测系统， 具备智能 化、自动化的特点，这种技术和方法具有自我学习的功能，能够 根据历史检测情况，通过自身的能力不断强化智能化检测技术， 完善检测技术存在的问题。同时，可以考虑将管道传送数据、管 道监控与燃气泄漏检测技术结合起来建立完善的系统， 不仅能够 监控管道的日常运行状况，而