燃氣管道受損、泄漏的檢測方法與選擇
作者：陶志鈞 周偉國
評論： 更新日期：2013年09月03日
3.2?管道泄漏檢測方法的選擇
??? 如前所述，管道泄漏檢測的方法很多，我們當然希望選擇那種能夠迅速、準確地發(fā)現(xiàn)泄漏、確定泄漏位置和估計泄漏量，并且能夠不間斷地對整個管網系統(tǒng)進行監(jiān)測的方法，不過投資和運行成本顯然也是非常高的。應該根據(jù)實際情況，綜合考慮管道的重要性、管道的周邊環(huán)境、管道的保護措施等因素，根據(jù)下列指標選擇合適的檢漏方法：
??? (1)靈敏性：能檢測到多小的泄漏；
??? (2)定位精度：能否精確指出泄漏位置；
??? (3)評估能力：估計泄漏量能力如何；
??? (4)響應時間：需要多長時間能檢測出泄漏；
??? (5)有效性：是否能連續(xù)監(jiān)測整條管道；
??? (6)適應能力：管道運行條件發(fā)生變化時能否適應；
??? (7)誤報警率：誤報警率是否較低；
??? (8)使用和維護要求：系統(tǒng)的使用和維護是否簡單、易學；
??? (9)費用：固定投資和運行費用。
??? 對于前面所提到過的各種泄漏檢測方法，根據(jù)上述指標其性能對比結果如表l所示。
??? 可將表1中的方法分為兩大類，即連續(xù)管道檢漏方法和間斷性管道檢漏方法。管道泄漏的危險隨時都存在，對于重要的晝夜運行的輸氣管道，應該選擇連續(xù)管道檢漏方法以進行不間斷管道泄漏監(jiān)測，可供選擇的方法有流量/壓力變化分析法、質量/體積平衡法、動態(tài)平衡法、壓力點分析法、聲學傳感檢測法、統(tǒng)計檢測法和負壓檢測法等。從表1可以看出，沒有一種泄漏檢測方法的所有指標都達到最佳。一般而言，間斷性檢漏方法敏感性好，定位精度高，誤報警率低，但不能連續(xù)監(jiān)測管道，對管道進行一次完整的檢測需要較長的時間；連續(xù)管道檢漏方法敏感性和定位精度相對較低，誤報警也較高，但可實現(xiàn)對管道的實時監(jiān)測。
?????????????????????????????????????表 1? 不同檢測方法特點的對比 ?
| 檢測方法 | 敏感性 | 定位
精度 | 評估
能力 | 響應
時間 | 適應
能力 | 有效
性 | 誤報
率 | 使用維
護要求 | 費用 |
| 人或狗巡視 | 好 | 好 | 強 | 不確
定 | 能 | 不能 | 低 | 中等 | 高 |
| 取樣分析 | 最好 | 最好 | 強 | 不確
定 | 能 | 不能 | 低 | 中等 | 高 |
流量/壓力
變化分析法 | 差 | 差 | 弱 | 較快 | 不能 | 能 | 高 | 低 | 低 |
質量/體積
平衡法 | 差 | 差 | 弱 | 較快 | 不能 | 能 | 高 | 低 | 低 |
| 動態(tài)模擬法 | 較好 | 較好 | 較強 | 較快 | 能 | 能 | 高 | 高 | 高 |
壓力點分析
法 | 較好 | 差 | 弱 | 較快 | 不能 | 能 | 高 | 中等 | 中
等 |
| 統(tǒng)計撿漏法 | 較好 | 較好 | 較強 | 中等 | 能 | 能 | 較低 | 較低 | 較
低 |
| 光學檢測法 | 較好 | 較好 | 弱 | 不確
定 | 能 | 不能 | 中等 | 高 | 高 |
聲學傳感
檢測法 | 較好 | 較好 | 弱 | 較快 | 不能 | 能 | 高 | 中等 | 中
等 |
| 負壓檢測法 | 較好 | 較好 | 弱 | 快 | 不能 | 能 | 高 | 中等 | 中
等 |
管內爬行
檢測器 | 好 | 較好 | 弱 | 不確
定 | 能 | 不能 | 低 | 中等 | 高 |
??? 實際工作中，燃氣管道泄漏檢測中往往多種方法同時使用。隨著監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(SCADA)的不斷完善和計算機泄漏檢測計算機軟件的開發(fā)，檢漏技術逐漸成為SCADA系統(tǒng)的一部分，如美國目前正在開發(fā)的在線動態(tài)模型SimSuite Pipeline作為SCADA系統(tǒng)的組成部分，為了保證該動態(tài)模型檢漏分析的可靠性，同時應用了壓力波分析、壓力流量分析和質量體積平衡3種方法。這3種方法都基于各自的原理進行泄漏檢查和定位，并且相互補充以降低誤報警率。
??? 下面介紹一種國內正在使用的利用負壓檢查法進行燃氣管道泄漏檢測的系統(tǒng)。該系統(tǒng)由管線首末兩個站的兩套檢測裝置和一個中心調度室的控制微機組成，見圖3。
??? 檢測裝置進行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)儲存和數(shù)據(jù)的微波傳送。當管道發(fā)生泄漏時，系統(tǒng)自動報警，兩站互傳數(shù)據(jù)或將數(shù)據(jù)傳至中心調度室，自動或人工計算出泄漏點的位置，顯示在電子地圖上。檢測裝置包括信號采集器、監(jiān)視主機、調制解調器打印機四個部分。該系統(tǒng)技術指標如下。
??? (1)泄漏點最大定位誤差：小于被測管道的2％；
??? (2)泄漏檢測靈敏度：對大于5m3/h的泄漏可報警，準確率為95％；
??? (3)報警反應時間：小于200s。
??? 當管道發(fā)生泄漏時，由于管道內外的壓差，泄漏點處燃氣迅速排出，壓力下降。泄漏點兩邊的燃氣由于存在壓差而向泄漏處補充，這一過程依次向上、下游傳遞，相當于在泄漏點處產生了一個以一定速度傳播的壓力波(減壓波)。利用在管道兩端站內設立的壓力傳感器接收燃氣泄漏引發(fā)壓力波時間差(壓力波在燃氣管道中的傳播速約為300m/s)，從而確定燃氣泄漏點的位置。
4?管道狀況檢測是燃氣管道風險管理的基礎
??? 燃氣管道風險管理的目標，首先是鑒別顯露的和潛在的風險，處置并控制風險，以期達到預防損失，其次是在損失發(fā)生后提供盡可能的補償，減少損失的危害性，保障燃氣輸配管道的正常運行。
??? 為了消除或抑制管道系統(tǒng)存在的危險，就必須對管道系統(tǒng)存在的危險有充分的認識，在充分揭示危險的存在和它發(fā)生可能性的基礎上，再對危險進行分析評價，看看究竟會產生什么樣的嚴重后果，是否需要什么技術措施，采取這些措施后危險得到怎樣的抑制或消除。通過風險評價，可以幫助我們建立一種科學的思維方式，運用系統(tǒng)方法，及時、全面、準確、系統(tǒng)地識別各種危險因素，評價潛在的風險并采
取最佳方案，從而降低風險，以尋求最低的事故率、最少的損失和最優(yōu)的安全投資效益。
??? 對運行中的燃氣管道進行檢測，可以及時發(fā)現(xiàn)管道的缺陷，如腐蝕、位移、外力受損等，并進行風險性分析評價，為決策提供依據(jù)：繼續(xù)使用；可以繼續(xù)使用，但必須經常性檢測；按預定計劃維修或更換；馬上維修或更換等。按一定的要求(計劃等)對燃氣管道檢測并進行風險評估，既有利于防止事故的發(fā)生，也有利于提高燃氣供應的保障能力。
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