外文翻译范例1

1、北京化工大学毕业设计(外文翻译)气体和液体管道的统计泄漏检测Dr Xue Jun ZhangSpecialist Engineer, Shell UK Ltd, Stanlow , UK 专业工程师 英国壳牌有限公司 英国班级：测控0303 姓名：苟武侯 学号：200342081摘要：阿姆斯特丹的壳牌研究中心和Stanlow Manufacturing Complex on Merseyside开发了一种新的管道泄漏检测系统。许多气体和液体管道已经开始应用该系统。本文详述了该检测系统在两条液丙烯管道、两条低压乙烯管道和一条含硫气体管道中的实际运行经验。这些应用表明该系统可轻松地适用于变化的运行

2、需要。同样，该系统便与维护并且相对于常规的基于软件的系统所需的计算量要少的多。引言尽管已有很多的检测系统可用于管道泄漏的检测和定位，但在工业应用中却很少得到实际的应用。对于管道运行企业，检测管道的完整性更为普遍的是采用质量守恒定律，这个定律基于管道两端进出口流量的检测。这种方法简单并且通常无需花费资金在软件的安装和维护上。但是当管道的运行状况频繁变化时，它就不能有效的工作。考虑到流体力学，实时管道模型被开发用于泄漏检测和判断。基于模型的系统需要大量的模型数据和计算，并且通常安装和维护这些系统的费用很昂贵。近来，壳牌公司开发了一种高效的泄漏检测系统，它不需要复杂的管道模型，这个系统对泄漏的统计概

3、率进行计算，计算机与管道进、出口处测得的流速和压力。在最佳的检测时间，序贯概率比测试方法被使用。当确定检测到一个泄漏后，将使用流量、压力测量值和统计平均值对泄漏将进行评估，最小二乘法用于泄漏的定位。1990年10月以来，该系统在几个运行的管道中得到了成功实施，包括：两条长37公里、直径4英寸的液丙烯管道；两条长41公里、直径6/8英寸的低压乙烯（气体）系统网络；和一条长73公里、直径18英寸的含硫气体管道。在以上管道中，进行了大量的野外测试，达到了可靠的工作性能。当该系统和基于动态模型的通透同时对受控的直径为18英寸的管道泄漏进行测量时，相比之下，该系统表现的更好。这个系统最主要的突破在于可与

4、取得良好的运行性能而无需建立复杂的管道模型，这恰恰是常规的基于模型的系统需要的。因此，需要用于裁定该系统是否适用于特殊的管道的工作量显著的减少了。这已在我们对液丙烯和乙烯管道的实际运行中得以证实。另外，相对于常规的系统，这个系统安装费用低且易于维护，它很低的计算需求量是在个人计算机上运行该系统成为可能。1 壳牌公司的统计管道泄漏检测系统这种新的管道泄漏检测系统运用统计方法来检测进出口处的流量和压力的综合状态的变化情况。尽管控制和操作会因为管道的变化而变化，当管道的一处泄漏发生之后，管道压力和流量的关系也将总是随之改变。例如，泄露可能导致管道压力增加和引起进出口处流速的不一致。壳牌公司的统计管道

5、泄漏检测系统正是为了检测这种变化而设计的。在没有泄露的情况下，质量守恒定律决定了，进出口流速的差值应等于这段管道中存量的变化量。因此，以下公式就等于零。 （1） 称作 时刻流量不平衡修正量，实际上由于仪表的内部差异和流体的可压缩性等原因, 该值通常围绕一个不为零的量波动。在整个管道网络中，代表进口分支处的流量，则表示出口分支处的流量。这里假设整个管道网络有M个进口分支，N个出口分支。是采样期间t到t-1时刻管内存量的变化量。是管内压力改变量的函数，并且，我们的实际操作的经验表明可能与管内存量和平均压力成线性关系。在以上工程中，除非管道发生泄漏或仪器出现故障，的平均值保持不变。而管道泄漏与仪器故

6、障这两种形式的错误模型的区别只能在进一步的分析之后才能区分出来。例如，泄露定位或者仪器改变方式识别。为简明起见，本文中只考虑泄漏的情况。为了有效的检测泄漏并且保持很低的误报率，Wald提出的SPRT（序贯概率比检测）被应用于判断无泄漏假设和泄漏假设。例如：满足均值为m，方差为的高斯分布；：满足均值为m+，方差为的高斯分布。m是正常工况（无泄漏）下的平均值，是由泄漏量大小决定的、需要检测的参数。考虑到仪器随时间的零点漂移，在无泄漏时期使用可用的方法使m缓慢的升高。的值取决于管道内流量和压力的波动情况。设计一个有效的泄漏检测系统，一系列的假设检验可以在相似的情况下运行对于不同的的值。同样对于在变化

7、的操作条件下的管道，不同的的值也可以被使用。SPRT检验的相对于检验假说H0的检验假说H1转化为以下累计和的计算： （2）因为在以上的回归式中累计和被更新，它所需的计算量较常规的管道泄漏检测系统要少。通过将在线计算值与一个预设的初始值A相比较，泄露警报能够触发。当检测到一个泄漏时，对泄露量进行评估，通过从的平均值中减去在线更新的m的值得出。对于单进口、单出口的管道，泄露定位可以通过最小二乘法来执行，公式如下： （3）是在线计算得到的相应的在进出口处的 压力和流量的采样平均值。L是管道的长度，是泄漏点的位置，K是由摩擦因素、流体密度和管道直径决定的常量。对于多进口、多出口的管道的泄漏定位本文不讨

8、论。以上的泄漏检测系统被定做与三种不同的实际运行的管道。下面介绍一些关于这些实际运行的经验。2 运行情况液丙烯管道图1展示了两条液丙烯管道，这两条管道平行铺设于丘陵地带，全长37公里，整个管道有16个阀门井，并且两个管道的直径均为4英寸。B管道的摩擦力要远大于A管道，例如，管道的天吞吐量为350吨，B管道的压降比A管道高10匹。图1。液丙烯管道的布局因为不同的运行需求，丙烯可以按以下的方式输送：通过管道A和管道B；只通过管道A；只通过管道B。最初只在管道A中运用壳牌泄漏检测系统。1992年夏天，这两个管道出现频繁的开关动作。调查研究表明，为A管道设计的泄漏检测系统可以很快的适用于B管道。因此，

9、只花费了很少的精力，这套系统就被认定可以检测A、B管道中的任意一条管道或者整个两条管道的泄漏，包括阀门的开关过程。这已被证明是壳牌系统相比常规的基于模型的系统最大的优势。正是这些管线中使用这套系统，才节省了大量的时间和资金。壳牌泄漏检测系统能够检测到只有管道总吞吐量0.5%的泄漏量，并评估泄漏的程度和位置。他被证明是一套可靠的系统，设备操作员对其的可靠性深信不疑。如图2所示，在无泄漏发生时，流量不平衡修正量的平均值并不等于零。这个差异是由于测量的不准确性造成的。然而，一旦泄漏发生，平均值明显增加（如图2）。9.3%的泄漏量可在1.7分钟之内检测出；在确定接受到泄漏警报之后很短的几分钟之内，即可

10、完成泄漏点定位，误差为1%。图2。不平衡流量，145分钟时发生泄漏在野外测试中，模拟了0.5%到9.5%的泄漏量。测试结果表明当泄漏量增加时，检测时间和对泄漏点的定位的误差都呈指数下降。记录显示，尽管仪器精度对于泄漏检测时间并不关键，但仪器精度显著影响泄漏点定位的误差，在小泄漏量发生时尤为明显。壳牌泄漏检测系统误报率很低。在1991年10月至1993年3月期间，没有发生单一的损害报警。然而，当仪器的非线性特性引起的进出口处流速的差值增加时，这里会有一些引起误报警的偶然事件。1992年5月，壳牌泄漏检测系统成功通过了英国管道健康及安全运行协会的认证。低压乙烯管道1991年3月，壳牌泄漏检测系统被

11、安装在一条低压乙烯管道上，这是该系统第一次用于在网络系统。如图3所示，这个网络系统管到有两个可用的乙烯进料口，和两个出料口，同前面讲的丙烯管道类似，乙烯可以通过两条管道中的任意一条或整个两条管道输送。自1991年3月起，按以下运行方式进行了实验：由供应者1供应乙烯；由供应者2供应乙烯；乙烯只输送给用户1；乙烯只输送给用户2；乙烯输送给用户1和用户2，只用A管道运输乙烯；只用B管道运输乙烯；同时用A、B管道运输乙烯。图3。低压乙烯管道尽管，最初的泄漏检测系统是为向客户1和客户2输送乙烯的管道B设计的。它被认定可以根据需要在以上提出的各种方案中运行。在1992年6月到9月期间，开始对两个管道进行检

12、查。为了维持箱对客户正常的乙烯供应，在两个管道间会有频繁的阀门开关动作发生。从1992年12月起，两个管道开始同步输送乙烯。在实际管道运行状况下，这套泄漏检测系统被证明对以上的各种变化是足够适应的。当网络系统管道增加新的工作类型时，相比常规的基于软件的系统，该系统用于安装和调试的费用要明显低的多。在安装壳牌泄漏检测系统之后，进行了大量可控泄漏的仿真。最小泄漏量模拟整个管道吞吐量的3%，能在3个小时之内检测出。由于只能在供应口和输出口进行测量，这套系统不包括对泄漏点的定位。由于乙烯气体的可压缩性和运行状况的大幅度变化，这套系统比丙烯系统的灵敏度差。含硫气体管道运行在含硫气体管道（位于荷兰）的这套

13、系统，只设计为野外测试。由于测试计划的时间限制，整个方案的设计、安装和调试都是在很短的时间内完成的。含硫气体管道的布局如图4所示，管道全长73公里，直径18英寸；另外，压力和流量均在管道的进出口处测得，在管线中用五处监测站可测量管道的压力。图4。含硫气体管道布局在野外测试期间，一系列的泄漏在泄漏点1、2发生（图4）。最小泄漏量模拟管道吞吐量的0.7%，最长只需2小时即可检测到泄漏。这套系统成功的检测到了所有模拟的泄漏量，并且对泄漏量的评估结果是令人满意的。然而，当模拟一个大的泄漏量（管道吞吐量的55%）时，泄漏导致管道明显的动力变化，并且导致泄漏定位方案不能准确的定位在实际的泄漏点。出现这种情

14、况在我们的意料之中，因为这种方案是基于泄漏量不会引起管道内流体的显著变化的假设上的；而且，在实际中，这么大的泄漏量将导致管道立即关闭，因此对于基于软件的检测系统，就没有充足的时间对泄漏点进行定位。野外测试说明，当泄漏位置发生变化时，泄漏报警检测时间只有很小的变化。然而，泄漏检测时间随泄漏量的增加而呈指数增减。3 结论在这篇文章中，重点考虑的是壳牌统计管道泄漏检测系统的实际运用。实际运转情况表明，这个系统不仅对于气体和液体管道都是很可靠的，而且适用于多输入口、多输出口的管道网络。在管道正常运行期间，它可以检测到小的泄漏并保持很好的可靠性。由于壳牌管道泄漏检测系统不需要复杂的管道模型，它被认为是可

15、以与不断改变的运转情况相结合并且实现费用最小化。这套系统可以设计用于只在进出口处有流量和压力检测装置的管道中。相比常规的基于软件的系统，壳牌系统所需计算量小的多，它简单的系统操作使得其十分便于维护。需要说明的是，对于任何基于软件的系统来说，维护检测仪器系统良好的运转是很重要的。我们的经验表明，在泄漏检测面临的一个重要的运转问题是：检测仪器系统提供的不可靠的数据。在SCADA（监控与数据采集）系统中，观测到一种固有的误差会导致误报警。参考文献1. L.Bbillman and R.Isermann, 1987.Leak detection method for pipeline. Automat

16、ion, 23, no 3.2. I.Ellul, 1989.pipeline leak detection. The Chemical Engineer, June.3. E.Farmer, R.Kohlrust, G.Myers and G.Verduzco, 1988.Leak detection tool undergoes field tests. Oil and Gas Journal, December.4. D.W.Huber, 1981.Real-time transient model for batch tracking, line balance and leak detection. The Journal of Canadian Petroleum Technology, July-September.5. H.wald and J.Wolfowitz,1948.Opti