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(wǎng)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(jié)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(zhì)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(zhì)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(nèi)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(shù)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(zhì)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(nèi)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(diào)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?qū)?shù)據(jù)傳至中心調(diào)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(diào)制解調(diào)器打印機四個部分。該系統(tǒng)技術(shù)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(nèi)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(chǎn)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(nèi)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(chǎn)生什么樣的嚴重后果，是否需要什么技術(shù)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(jīng)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。