這就是說(shuō),漏氣事故發(fā)生時(shí)最顯著的輸氣參數(shù)變化就是干管的輸氣流量增加,而引起這一變化的主要原因是管道系統(tǒng)阻抗的變化。
3.判斷漏氣點(diǎn)位置的數(shù)學(xué)模型
考察漏氣的位置時(shí),參見(jiàn)圖二,若在A、B之間的S點(diǎn)出現(xiàn)漏氣,設(shè)S點(diǎn)距A點(diǎn)的距離為X,那么干管的氣流能量方程式在正常工況下式(1)仍然成立,事故工況下則有:
P1s2-PX2=aA-sQA-s2 (9)
PX2-P2s2=as-BQs-B2 (10)
即: P1s2-P2s2=aA-sQA-s2+as-BQs-B2 (11)
且: aA-s=aOX as-B=aO(L-X)
其中: L—干管總長(zhǎng)
X—漏氣點(diǎn)離干管起點(diǎn)之距
QA-s—起點(diǎn)至事故點(diǎn)的管段流量
Qs-B—事故點(diǎn)至于管末端的的管段流量
PX—事故點(diǎn)的壓力
aO-與長(zhǎng)度無(wú)關(guān)的管道阻抗
則有: P1s2-P2s2=aOXQA-s2+aO(L-X)Qs-B2
式(12)反映了在漏氣事故發(fā)生時(shí),干管始、末端的流量和壓力變化與漏氣點(diǎn)之間的關(guān)系。
二、漏氣及漏氣點(diǎn)的判斷方法
1.依據(jù)總流量變化的判斷方法
根據(jù)上述分析,判斷干管是否漏氣,從理論上講是不難的,簡(jiǎn)單的判斷方法就是事故工況下的供氣量大于正常工況下的供氣量。即式(8)成立,可以稱這一方法為依據(jù)總流量變化的判別法。但這一方法的實(shí)施需要以下條件:
(1)正常工況下的總流量變化規(guī)律;通過(guò)門(mén)站供應(yīng)給城市管網(wǎng)的總流量,從燃?xì)馓峁┱叩臈l件出發(fā)應(yīng)該是恒定的,即小時(shí)流量是基本不變的。而從城市使用者的角度出發(fā)則是變的,具有很明顯的不均勻特性,這一矛盾需要一個(gè)具有充分儲(chǔ)氣設(shè)施的城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)加以克服,許多城市的輸配系統(tǒng)均能做到這一點(diǎn),因而可以認(rèn)為總流量的變化是相對(duì)穩(wěn)定的,如果將一天作為一個(gè)供氣周期,作一條Q=f(t)曲線,則為圖四中的曲線1,見(jiàn)圖四。
(2)事故工況下的總流量變化規(guī)律
一旦在某一時(shí)刻t1出現(xiàn)漏氣事故,曲線1上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)階躍變化,而且一直保持(曲線2)。
但是,在管網(wǎng)正常運(yùn)行過(guò)程中,Q=f(t)的階躍變化并不只出現(xiàn)在事故狀態(tài),如季節(jié)性用氣量的升高也會(huì)導(dǎo)致用氣量增大。因而,總流量的突變可以判斷管道工作狀態(tài)是否正常,必須在認(rèn)真分析管網(wǎng)運(yùn)行資料的情況下得出結(jié)論,這一方法也不能判斷漏氣點(diǎn)大致出現(xiàn)在何處。
2.根據(jù)管道始、末端流量差的判斷方法
回顧式(12),該式成立的條件就是:QA-s-Qs-B>O,而這一值正好是流進(jìn)干管和流出于管的流量差。這說(shuō)明,一旦其差值出現(xiàn),便證明出現(xiàn)了漏氣。這種靠流量差來(lái)判斷漏氣的方法不依賴正常工況下的干管流量,因而它在判斷過(guò)程中的結(jié)論是即刻得出的,但兩方法依賴著不同的技術(shù)保證。
3.判斷漏氣的技術(shù)保證
若以總流量變化作為判斷漏氣的標(biāo)準(zhǔn),只需準(zhǔn)確檢測(cè)并記錄干管始端的壓力P1和流量Q。這種情況是現(xiàn)有許多輸配系統(tǒng)中所采用的技術(shù)手段可以做到的。目前大部分系統(tǒng)中只在門(mén)站設(shè)有調(diào)壓和流量計(jì)量裝置并有記錄,在區(qū)域調(diào)壓站只設(shè)調(diào)壓裝置,不設(shè)計(jì)量裝置,且一般不作記錄。這種方法要求的技術(shù)條件很低。
以流量差值作為判斷是否漏氣的方法,它需要一套包括門(mén)站和區(qū)域調(diào)壓室的完善的流量、壓力測(cè)量系統(tǒng),數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和漏氣報(bào)警系統(tǒng)。因?yàn)椴捎眠@種方法時(shí),漏氣是及時(shí)發(fā)現(xiàn)的,因而需要較先進(jìn)的技術(shù)條件,而且在實(shí)施這一方法時(shí),對(duì)流量與壓力參數(shù)的采集還有以下要求:
(1).供氣始端的流量與壓力參數(shù)取值點(diǎn)應(yīng)在調(diào)壓計(jì)量裝置之后,而末端的壓力參數(shù)采集應(yīng)在調(diào)壓之前,流量參數(shù)應(yīng)在調(diào)壓之后;
(2).采集點(diǎn)應(yīng)靠近始端或末端(符合安裝技術(shù)要求),若距離太遠(yuǎn),可能不能判斷,比如漏氣出現(xiàn)在干管始端計(jì)量裝置之前,調(diào)壓裝置之后,則流量差是不存在的,即使是發(fā)生漏氣事故時(shí);
(3).穩(wěn)定的、合理的輸差參考值。由于流量計(jì)量的誤差和干管本身可能存在的微小泄露構(gòu)成輸氣過(guò)程中的輸差,這一值在容許范圍內(nèi)不能作為漏氣,而只是超出某個(gè)范圍時(shí)才能判別為漏氣,因而需要一個(gè)允許輸差標(biāo)準(zhǔn);
(4).管道的實(shí)際結(jié)構(gòu)參數(shù)及阻抗。有關(guān)漏氣點(diǎn)的判斷式中,阻抗值不能用理論值計(jì)算,否則將對(duì)漏氣點(diǎn)位置的計(jì)算產(chǎn)生較大的誤差,這一數(shù)據(jù)應(yīng)在管網(wǎng)的運(yùn)行初期得到。
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