??? 由于該法只需在管道上下游安裝壓力傳感器，具有施工量小、成本低、安裝、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，因此在長(zhǎng)輸管道的泄漏檢測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用。該法對(duì)緩慢增加的泄漏或微小的滲漏反應(yīng)弱，甚至無(wú)效。應(yīng)用于城市燃?xì)夤芫W(wǎng)檢測(cè)時(shí)，由于壓力波傳播過(guò)程中在彎頭、分支點(diǎn)等位置會(huì)發(fā)生反射、衍射、干涉現(xiàn)象，導(dǎo)致壓力波受諸多隨機(jī)波的影響，有造成誤檢、漏檢的可能性。如果管網(wǎng)的各彎頭、分支點(diǎn)等位置均安裝壓力傳感器，以提高檢測(cè)精度，那么將導(dǎo)致檢測(cè)費(fèi)用極大，無(wú)法應(yīng)用于實(shí)際工程。因此該方法在城市燃?xì)夤芫W(wǎng)中的應(yīng)用還有待進(jìn)一步研究。

? ??② 質(zhì)量平衡法^[7]

? ??根據(jù)質(zhì)量守恒原理，在管道正常運(yùn)行情況下，在同一時(shí)間間隔內(nèi)流入管道的流體的質(zhì)量與流出的質(zhì)量之差，等于管道內(nèi)流體質(zhì)量的變化量，即對(duì)第i段管段，有：

??? △q_i=q_in-q_out ???(2)

式中△q_i——第i段管段的質(zhì)量流量變化量，kg/s

??? q_in——第i段管段的流入的質(zhì)量流量，kg/s

??? q_out——第i段管段的流出的質(zhì)量流量，kg/s

? ??當(dāng)泄漏發(fā)生時(shí)，管道流出的質(zhì)量流量q_ou,將小于進(jìn)入管道的質(zhì)量流量q_in，△q_i＞0。當(dāng)管段流量變化量△q_i大于管道允許閾值時(shí)，泄漏事故發(fā)生。

? ??該法適用于較大流量的泄漏檢測(cè)，可實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)檢測(cè)。缺點(diǎn)是不能進(jìn)行泄漏點(diǎn)的定位，對(duì)小泄漏量檢測(cè)靈敏度不高，其檢測(cè)精度依賴于對(duì)流量測(cè)量的精度。由于該法必須在輸入、輸出流量可測(cè)的前提下使用，且不能實(shí)現(xiàn)泄漏點(diǎn)的定位，因此只能作為燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏檢測(cè)及定位的輔助方法。

? ??③ 壓力梯度法

首先假定管道壓力沿管道是線性變化的，根據(jù)上游站和下游站的流量等測(cè)量參數(shù)，計(jì)算出相應(yīng)的壓力梯度；然后分別按上游站出站壓力和下游站進(jìn)站壓力繪制壓力梯度圖(見(jiàn)圖3)，其交點(diǎn)C就是理論上的泄漏點(diǎn)^[8]。

?

?

圖中x——管道長(zhǎng)度方向坐標(biāo)，m

??? p——壓力，Pa

??? L——管長(zhǎng)，m

??? p_in——管道下游站進(jìn)站壓力，Pa

??? p_out——管道上游站出站壓力，Pa

??? x_C——泄漏點(diǎn)坐標(biāo)，m

??? L₀——正常工況下壓力梯度曲線

??? L₁——泄漏工況下按上游站出站壓力繪制的壓力梯度曲線

??? L₂——泄漏工況下按下游站進(jìn)站壓力繪制的壓力梯度曲線

??? C——泄漏點(diǎn)

? ??該法操作簡(jiǎn)單，儀器使用量少。缺點(diǎn)是檢測(cè)精度依賴于流量和壓力的測(cè)量精度，且實(shí)際管道壓力不會(huì)完全按線性變化，因而檢測(cè)精度一般不高，定位的偏差也較大。對(duì)目前復(fù)雜的管道，該方法已很少使用。由于城市燃?xì)夤芫W(wǎng)中存在大量的彎頭、節(jié)點(diǎn)及閥門(mén)，局部阻力較大，加上溫度等因素的影響，導(dǎo)致管網(wǎng)實(shí)際壓力沿管道長(zhǎng)度方向非線性變化，因此該法在城市燃?xì)夤芫W(wǎng)上不適用。若根據(jù)實(shí)際管網(wǎng)壓力非線性變化的特點(diǎn)，適當(dāng)進(jìn)行修正，仍存在應(yīng)用于城市燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏檢測(cè)的可能。

? ??④ 實(shí)時(shí)模型法

? ??利用連續(xù)性方程、動(dòng)量方程、能量方程和狀態(tài)方程，建立不穩(wěn)定流動(dòng)數(shù)學(xué)模型，實(shí)時(shí)模擬出壓力、流量等參數(shù)，同時(shí)對(duì)管道運(yùn)行的相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，比較模擬值和測(cè)量值，確定出管道泄漏點(diǎn)和泄漏量^[9]。該法成本低，運(yùn)行操作簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量；檢測(cè)的精度依賴于模型和硬件的精度，需要建立可靠的管道動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型。

??? 該法應(yīng)用于城市燃?xì)夤芫W(wǎng)時(shí)，由于城市燃?xì)夤芫W(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，多管耦合，管內(nèi)燃?xì)饬鲃?dòng)情況復(fù)雜，因此城市燃?xì)夤芫W(wǎng)建模難度遠(yuǎn)高于長(zhǎng)輸管道，在某些情況下甚至是不可能的。

? ??⑤ 統(tǒng)計(jì)決策法

? ??管道實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，正常運(yùn)行時(shí)，進(jìn)出口壓力和流量滿足一定函數(shù)關(guān)系。根據(jù)這一原理，對(duì)管道進(jìn)出口流量和壓力進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，實(shí)時(shí)計(jì)算出流量和壓力的關(guān)系。當(dāng)泄漏發(fā)生時(shí)，二者關(guān)系即發(fā)生明顯變化，根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，可判斷出泄漏發(fā)生的概率^[10]。并可通過(guò)測(cè)量流量和壓力的統(tǒng)計(jì)平均值估算泄漏量，用最小二乘法進(jìn)行泄漏定位。目前，該方法已由美國(guó)殼牌公司開(kāi)發(fā)出產(chǎn)品并投入使用，在實(shí)際使用中取得了較好的效果。

??? 該方法避開(kāi)復(fù)雜的管道數(shù)學(xué)模型和儀器測(cè)量，只需測(cè)定進(jìn)出口壓力、流量就可進(jìn)行泄漏判斷，運(yùn)行操作簡(jiǎn)單，不受管道結(jié)構(gòu)的限制，泄漏檢測(cè)的精度也較高，適用于氣體和液體管道的小泄漏檢測(cè)。該系統(tǒng)具有儀表故障自診斷能力，進(jìn)一步提高了可靠性。因此，該方法可用于城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的泄漏檢測(cè)。

??? 各種泄漏檢測(cè)及定位方法在實(shí)際應(yīng)用時(shí)各有優(yōu)缺點(diǎn)，考慮到城市燃?xì)夤芫W(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及多管耦合結(jié)構(gòu)的特殊性，在城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的泄漏檢測(cè)及定位過(guò)程中，應(yīng)將上述多個(gè)可行的檢測(cè)方法綜合使用，將軟件檢測(cè)方法與硬件檢測(cè)方法相結(jié)合，研發(fā)出可在工程中應(yīng)用的城市燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏檢測(cè)及定位方法。

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