管道泄漏实时监测系统的原理及其应用

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1、·$%·油!气!储!运!!"##$年!"!!!!!"!!仪器仪表!!"!!!!!"管道泄漏实时监测系统的原理及其应用#伍!青!李保国!靳春义!殷振兴（中国石化集团公司管道储运分公司潍坊输油处）伍!青!李保国等：管道泄漏实时监测系统的原理及其应用，油气储运，"##$，""（%）$%&’#，’’。!!摘!要!介绍了一种新型原油长输管道泄漏实时监测系统，该系统基于负压波泄漏诊断分析方法，结合小波变换、模式识别、卫星定位系统（()*）等多种先进技术，可对管道进行泄漏实时监测，灵敏度高，报警、定位准确，实用效果

2、显著。!!主题词!输油管道!!泄漏监测!!小波分析!!漏点定位!!应用!!近年来，不法分子在输油管道上打孔盗油活动效益和社会效益显著。呈上升趋势，截止到"##"年+月，仅东（营）临（邑）线被盗油分子打孔就达+#余处，损失原油"’##,一、系统结构以上。为了扼制打孔盗油案件的发生，减少原油损失，中国石化集团公司管道储运分公司潍坊输油处!!东临线全长-.-/$01，管径为2"311，输送进与天津大学精仪学院合作，研制了一套原油长输管口原油。设有东营、滨州、惠民、商河、临邑2座输油道泄漏实时监测系统。该系统

3、自"##"年-月在东站。东临输油管道泄漏实时监测系统的总体框图见临输油管道上投用以来，已取得显著的实用效果，共图-。计缴获盗油车辆-"辆，抓获不法分子.人，其经济图-!东临输油管道泄漏实时监测系统框图!#"+-#"-，山东省潍坊市北宫北街$号；电话：（#2$+）%-%"$-%。第**卷第2期!!!!!!!!!!!伍!青等：管道泄漏实时监测系统的原理及其应用!!!!!!·/1·!!该系统利用现有的管道微波系统建立了实时通#、"瞬态负压波信号的捕捉信网络，将东营、滨州、惠民、商河、临邑各个子站的该系统的应

4、用实践证明，检测点的负压波信号数据实时地传输到潍坊调度中心，中心计算机综合非常小，而且经常被淹没在大量的噪声中。图/是各站信息判断管道是否发生泄漏，并对漏点进行定检测到的未做信号处理前的压力信号，系统根本无位。调度中心也可根据需要将泄漏判断结果传输给法确定负压波的边沿，从而无法对泄漏点进行定位。各个子站。该系统由安装于各输油泵站的数据采集与传输装置、安装于中心调度室的"#$接收器和数据分析与判别装置等组成。调度中心的主控计算机内部设有多路串口卡，分别与东营、滨州、惠民、商河、临邑输油站的调制解图/!信

5、号处理前采集到的压力信号调器连接，每一监控系统硬件由一套传感器、数据采!!如何从大量的工业环境噪声中将微弱的负压波集卡板、信号调理器、通信数据网卡、%#$和远程信号提取出来是一个具有挑战性的课题。天津大学&’()&组成，采用工业现场微机进行控制。精仪学院在信号检测灵敏度提高和噪声抑制技术方面进行了大量的研究试验，成功地解决了这一问题。二、泄漏监测与定位技术图0为检测到的经处理后的压力信号，图中可以清楚地看到负压波信号的存在。!!管道泄漏实时监测系统，基于负压波泄漏诊断分析方法，结合应用小波变换、模式识

6、别、卫星定位系统（"#$）等多种先进技术，在强环境噪声下提取微弱负压波信号和泄漏点定位方面具有独到之处。!、"瞬态负压波法泄漏检测与定位原理瞬态负压波泄漏检测及定位原理见图*。图0!信号处理后采集到的压力信号!!$、"泄漏的判断输油管道泄漏监测系统需要根据采集到的压力信号序列，实时分析压力信号的变化趋势，实时判断管道是处于正常运行状态还是处于故障状态。初步判断为事故发生后发出预报警信号，提示操作人员图*!瞬态负压波泄漏检测及定位原理注意。一般根据几种反映各段特性差异大小的判据瞬态负压波泄漏点定位公式为

7、：进行细化分析，当判据大于一定的阈值时，则认为信#$%!&号进入了另一段，即故障段。!"（+）*对压力、流量等参数的自动分段，选用以下几种式中!!———泄漏点距首端测压点的距离，,；反映信号波形结构变化的统计特性参数：!!!#———管道全长，,；(*()+（+）平均幅值距离’+"!!!%———管输介质中压力波的传播速度，(),-.；+,其中，稳态信号的均值()"1()-（信号窗宽度为!!!&———上、下游传感器接收压力波的时间,-"+差。,+,）；当前段信号的均值(+"1(+-。瞬态负压波法的工作原理

8、简单，但实际应用时,-"+需要解决若干关键技术问题，否则容易发生误报警，!+*!)（*）均方根距离’*"不能准确对漏点进行定位。标准分享网www.bzfxw.com免费下载!)·93·$油$气$储$运$$$$$$$$$$$$$$$$$$"33#年$#!流，在5<’=)>?@@A83环境下编写了读出,(-数据!"其中，稳态信号的均方根!!"[1(%&%)"]；#!$!流、校正计算机系统时间的程序。为了防止计算机$"!#!时间芯片的漂移，在主程序中每一小时调