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一、基于負(fù)壓波檢測(cè)技術(shù)的管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理

1、負(fù)壓波的產(chǎn)生

      當(dāng)流體輸送管道因機(jī)械、人為、材料失效等原因發(fā)生泄漏時(shí)其泄漏部分立即有物質(zhì)損由此引起故障場(chǎng)所的流體密度減小，壓力下降。由于連續(xù)性，管道中的流體不會(huì)立即改變流速，流體在泄漏點(diǎn)和相鄰的兩邊區(qū)域之間的壓力差導(dǎo)致流體從上下游區(qū)域向泄露去填充從而又引起與泄露區(qū)相鄰的區(qū)域密度和壓力的降低。這種現(xiàn)象依次向泄露區(qū)上下游擴(kuò)散，這在水力學(xué)上稱為負(fù)壓波。它的傳播速度就是聲波在管道流體中的傳播速度。沿管道傳播的負(fù)壓波包含有關(guān)泄露信息，由于管道的波導(dǎo)作用，它能夠傳播數(shù)十公里以上的較遠(yuǎn)距。在管道兩端安裝的壓力傳感器捕捉到包含泄露信息的負(fù)壓波，就可以檢測(cè)出泄露。由負(fù)壓波的傳播速度和管道首末兩端壓力傳感器捕捉到的負(fù)壓波到達(dá)的時(shí)間差就可以進(jìn)行定位。負(fù)壓波的傳播速度在不同規(guī)格管線中并不相同，在原油中為1000m/s。因此這種方法對(duì)數(shù)公里的管道可以在幾秒內(nèi)檢出泄漏，防止事故擴(kuò)大，減少損失贏得寶貴時(shí)間。

2、負(fù)壓波檢漏技術(shù)的基本原理

如果管道的某個(gè)位置發(fā)生了氣體的泄漏，便會(huì)在管道的內(nèi)外形成一定的壓差，管道內(nèi)部流體會(huì)迅速流出，在泄漏點(diǎn)位置引起壓力突降。泄漏點(diǎn)周圍的氣體在壓差的作用下會(huì)向泄漏點(diǎn)流動(dòng)，形成一個(gè)以泄漏點(diǎn)為中心的壓力波動(dòng)，即負(fù)壓波。負(fù)壓波以一定的速度向泄漏點(diǎn)的兩端傳播，我們利用安裝在管道兩端的壓力傳感器就可以檢測(cè)到壓力波動(dòng)的信號(hào)，并根據(jù)兩端傳感器接收到負(fù)壓波的時(shí)間差就可以找到泄漏點(diǎn)的位置，假定負(fù)壓波傳播到上下游傳感器的時(shí)間為負(fù)壓波在氣體中的傳播速度，末端傳感器接收到負(fù)壓波的時(shí)間差，由泄露(泄漏)點(diǎn)位置計(jì)算公式可以看出，要準(zhǔn)確的找到泄漏點(diǎn)，關(guān)鍵在于確定負(fù)壓波到達(dá)傳感器兩端的時(shí)間和對(duì)負(fù)壓波傳播時(shí)間的準(zhǔn)確計(jì)算。

二、基于負(fù)壓波檢測(cè)技術(shù)的管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

1、造價(jià)成本低

2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

三、基于負(fù)壓波檢測(cè)技術(shù)的管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的缺點(diǎn)

1、負(fù)壓波測(cè)漏技術(shù)中的負(fù)壓波在實(shí)際運(yùn)行的管線中播速度與氣體介質(zhì)的密度、壓力、比熱和管道的材質(zhì)及傳輸介質(zhì)的流速等均有關(guān)系，不是一個(gè)確定的值。 因此，定位誤差常規(guī)在±200米甚至更大，誤差較大。

2、由于管線運(yùn)行的環(huán)境不可避免的存在一些干擾，如電磁干擾、工況變化等因素，因此受外界干擾影響較大。

3、負(fù)壓波測(cè)漏技術(shù)往往跟檢測(cè)流量、溫度相結(jié)合，這些電學(xué)式傳感器經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后需要校準(zhǔn)，否則漂移較大。

4、有些管線存在高程差，流體重力效應(yīng)，導(dǎo)致管線未充滿管道的情況下，檢測(cè)結(jié)果有較大偏差。

5、截?cái)嚅y處的壓力下降過(guò)程受很多因素的影響，比如管徑、壓力、輸量、泄漏位置等。為得到較準(zhǔn)確的壓力下降過(guò)程，需要了解這些條件和輸氣管道截?cái)嚅y處壓降速率的關(guān)系。