第卷第期汪家銘‘鐵基形狀記憶合金管道連接技術(shù)（’現(xiàn)代機(jī)械，）），崔振鐸，孫景‘鐵基形狀記憶合金內(nèi)漲環(huán)在管道連接中的應(yīng)用W李杰訓(xùn)，張鵬雄，何鐘安’鎳。磷合金鍍管道采用不銹鋼接頭技/王青春‘管道內(nèi)防腐補(bǔ)口的噴涂焊接法（’石油工程建設(shè)，））W，王勇，吳開源‘管道焊后無內(nèi)補(bǔ)口焊接新技術(shù)’新技術(shù)新工藝，）樊水潮，秦熊浦，嚴(yán)衛(wèi)東‘鋼管焊接熔融內(nèi)防腐蝕涂層應(yīng)用研究，男，河北人，年畢業(yè)于石油大學(xué)華東，現(xiàn)從事管道腐蝕與防護(hù)及材料表面改性方面的研究工作。
　　
　　不等溫輸氣管道泄漏監(jiān)測技術(shù)！四川省重點學(xué)科建設(shè)項目，編號：KaW/張紅兵，李長俊西南石油學(xué)院，四川成都道泄漏。建立管道實時泄漏監(jiān)測系統(tǒng)，可以最大限度地減少經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染。文章介紹了根據(jù)管道的瞬態(tài)數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行不等溫輸氣管道泄漏監(jiān)測的研究成果：泄漏監(jiān)測數(shù)學(xué)模型、泄漏監(jiān)測原理、管道泄漏定位方法等。試驗表明，該項技術(shù)是一種可行度很高的輸氣管道泄漏檢測方法。
　　
　　管道輸送具有便于管理控制、成本較低和安全性高等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于石油天然氣的輸送。
　　
　　但隨著管齡的延長，腐蝕、磨損以及一些人為因素造成管道泄漏事故時有發(fā)生，這不僅影響了管道的正常運(yùn)行，造成資源浪費(fèi)，而且也會污染環(huán)境，威脅人類的生命財產(chǎn)。因此，研究輸氣管道泄漏故障實時診斷技術(shù)，迅速發(fā)現(xiàn)泄漏事故并準(zhǔn)確定位，非常重要。
　　
　　隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展以及油氣管道系統(tǒng)的建立，各種基于軟件系統(tǒng)的泄漏檢測技術(shù)也不斷發(fā)展起來，如質(zhì)量平衡法、壓力流量信號監(jiān)測法以及瞬態(tài)模型法等。本文介紹根據(jù)不等溫輸氣管道的瞬態(tài)數(shù)學(xué)模型，通過特征線法求解模型，進(jìn)行管道泄漏實時監(jiān)測的研究成果。
　　
　　泄漏監(jiān)測數(shù)學(xué)模型氣體在管道中的流動遵循一元不穩(wěn)定流動，必然滿足質(zhì)量守恒、動量守恒和能量守恒定律，因此，可以根據(jù)流體力學(xué)和熱力學(xué)建立天然氣流動的連續(xù)性方程、動量方程和能量方程，這些方程描述了流體的壓力、溫度、流量等之間的關(guān)系石油工程建設(shè)年月式中―氣體的密度―時間變量―氣體的流速―沿管長變量―管道中氣體壓力―重力加速度―管道與水平面間的傾角―水力摩阻系數(shù)；―管道內(nèi)徑―氣體的焓―管道總傳熱系數(shù)―管道中氣體的溫度―管道埋深處溫度考慮式所組成的雙曲偏微分方程組的特性，可得到描述氣體管道瞬變流的特征線方程組：左特征線方程右特征線方程溫度特征線方程式中，―氣體波速―氣體定壓比熱―氣體的壓縮因子。
　　
　　泄漏監(jiān)測原理對于式的求解可用顯式特征線法，即沿個不同的特征線方向?qū)⑵⒎址匠袒癁槌Ｎ⒎址匠?，但是為了保證解的穩(wěn)定和收斂，必須滿足！，其差分格式如圖所示。
　　
　　我們可以用點的參數(shù)求出點參數(shù)。特征有限差分方程的建立比較直觀，求解易實現(xiàn)，用顯式特征差分法計算將是令人滿意的，這主要是因為該方法的計算時步相當(dāng)小，特征線短而且逼近直線，與建立差分方程時的假設(shè)相一致。
　　
　　用上面介紹的方法，將管道劃分為段，如圖所示，利用采集的管道起點數(shù)據(jù)壓力、溫度、流量和層瞬態(tài)模擬數(shù)據(jù)首先計算點時間層的數(shù)據(jù)，接著是點時間層的數(shù)據(jù)，……，直到點時間層，此時就完成了起點泄漏監(jiān)測的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作。同理，利用管道末端的氣體數(shù)據(jù)，可建立起終點到起點的特征線差分網(wǎng)第卷第期格，進(jìn)行從終點到起點的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。此時可以分別得到從起點到終點和終點到起點在第時間層對整個管道的仿真曲線。
　　
　　利用管道系統(tǒng)同時對管道兩端實時采集所得到的數(shù)據(jù)，分別進(jìn)行起點到終點和終點到起點管道的仿真。把由起點參數(shù)仿真得到的終點參數(shù)與實際測量的參數(shù)值或和終點參數(shù)仿真得到的起點參數(shù)與實測參數(shù)值或做比較，當(dāng)其中一個或幾個差值超過閥值時，可以判定管道發(fā)生了泄漏，檢測到泄漏發(fā)生的最短時間由確定，其中，為泄漏產(chǎn)生的擾動傳播到管道終點的時間，為擾動傳播到管道起點的時間，為擾動的熵變過程傳播到管道終點的時間。
　　
　　但是在管道的運(yùn)營過程中，不可避免要有起停壓縮機(jī)、關(guān)閥或改變閥門的開度等操作，管道起點和終點的參數(shù)會發(fā)生瞬時比較大的起伏，就會發(fā)生起點和終點監(jiān)測數(shù)據(jù)和實測數(shù)據(jù)的差值超過閥值的情況，系統(tǒng)將發(fā)出報警信號。為了消除或減少此種情況的誤報警，我們就不考慮由改變操作所引起的擾動傳播到首末端時間到時間間隔內(nèi)發(fā)生的報警。
　　
　　泄漏定位系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)報警后，將根據(jù)實時監(jiān)測的曲線進(jìn)行泄漏點定位，假設(shè)距管道起點處發(fā)生泄漏事故，經(jīng)過一定時間后，其擾動將分別傳到管道的兩端，此時起點和終點的泄漏監(jiān)測曲線如圖所示。直線為未發(fā)生泄漏時管道全線壓力平方分布，直線為泄漏發(fā)生后利用起點邊界條件對管道進(jìn)行從前到后的泄漏監(jiān)測所得到的管道壓力分布，可以看出。
　　
　　到段的仿真結(jié)果是接近于管道運(yùn)行實際情況的，而到段的仿真結(jié)果是偏離實際情況的，且離處越遠(yuǎn)，偏離程度越大；同理，以管道終點運(yùn)行參數(shù)為邊界條件對管道進(jìn)行從后到前的仿真，如直線所示，到段的仿真結(jié)果是接近于管道運(yùn)行實際情況的，而。
　　
　　到段是錯誤的。這樣直線和將相交于點，此時就可以斷定點所對應(yīng)的管道在處發(fā)生了泄漏。定位的精度取決于管段的距離步長，可以通過降低管段的距離步長來提高定位精度，但是不能無限制的降低管段的距離步長，一般取管長就可以了。
　　
　　實例四川某輸氣管道長壁厚5‘’，運(yùn)行壓力！。10！9，終點溫度處人為制造了一泄漏點。監(jiān)控軟件在后發(fā)出泄漏報警信號，后將泄漏定位于處，誤差為。0：/.
　　
　　結(jié)論采用本文介紹的泄漏監(jiān)測技術(shù)編制的可視化監(jiān)控軟件，具有以下特點：可準(zhǔn)確地將泄漏信號傳播到起點和終點。
　　
　　對管道進(jìn)行由起點到終點和由終點到起點的兩次仿真，可以準(zhǔn)確及時地確定泄漏發(fā)生的位置和泄漏量。
　　
　　輸氣管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)能穩(wěn)定可靠地監(jiān)控輸氣管道運(yùn)行，顯示管道實時運(yùn)行數(shù)據(jù)，與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)合，可方便查詢和分析歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)。
　　
　　在輸氣管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行有針對性地改進(jìn)，可開發(fā)為城市燃?xì)夤芫W(wǎng)等其他管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)，具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。
　　
　　但是，此種監(jiān)測方法只適用于干氣管道輸送，且在一時刻只有一個泄漏點的情況，而對于濕天然氣管道輸送，要分別考慮氣相和液相，建立數(shù)學(xué)模型；對于在同一時刻有多點泄漏或在一點發(fā)生泄漏后其擾動尚未傳到兩端時又有泄漏發(fā)生的情況不適用，需要改變其監(jiān)測方法。
　　
　　=李長俊0天然氣管道輸送=70北京：石油工業(yè)出版社，……0張紅兵年畢業(yè)于江蘇石油化工學(xué)院，現(xiàn)為西南石油學(xué)院油氣儲運(yùn)工程在讀博士，主要從事管網(wǎng)仿真和事故診斷方面的研究工作。
　　
　　張紅兵等：不等溫輸氣管道泄漏監(jiān)測技術(shù)