[发明专利]一种燃气管道泄漏在线检测和定位方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃气管道泄漏在线检测和定位方法及其装置，属于油气储运风险控制领域。

背景技术

建国以来，特别是改革开放以后，我国的城市燃气事业得到迅速发展，燃气管网建设加快，燃气供应能力不断增强，促进了城市经济和社会的发展。到2006年，全国城市燃气管道长度已达到18.95万公里，其中人工气5.05万公里，液化石油气1.75万公里，天然气12.15万公里。

因局限于当时的管道技术和管材使用，有的城市采用了灰口铸铁管道和落后的管接方式及防腐措施，敷设的埋地管道都已进入“老龄期”，其中已有相当—部分的管道运行时间过长，管道腐蚀严重，已进入泄漏频发期。

如DVGW(德国水和燃气专业协会)1996年对不同材质燃气管道泄漏进行的统计：

    —PVC管，942个漏气点,管道长16，839km

—灰口铸铁管，288132个漏气点，管道长11，055km

—球墨铸铁管，1871个漏气点，管道长10，049km

—钢管，43419个漏气点，管道长171，161km

—PE管7588个漏气点，管道长123，256km

从以上统计数子可以看出，灰口铸铁管道在单位长度内的漏气点数最多，是最易发生事故和最需要进行维修的；其次是钢管，腐蚀穿孔是产生漏气的主要原因。对于PVC、PE管而言，最主要的原因是第三方的破坏，即其它施工对其损害。

随着城市承载负荷的加大和燃气管网的老化，城市燃气泄漏导致的着火、爆炸、中毒等恶性事故时有发生，已成为继交通事故、工伤事故之后的第三大杀手。如：

2006年1月20日，四川省仁寿县富加镇天然气输气管线爆炸，造成9人死亡，4人重伤，30余人轻伤；2007年3月12日，美国得克萨斯州天然气输气管道爆炸，大火烧毁了数十辆挖土机和卡车，造成3万多居民家中停电。

火灾、爆炸仅仅是天然气管线发生泄漏的恶性表现，在爆炸之前，通常已经发生一段时间的泄漏。实际上，未导致爆炸的泄漏发生次数相对更多，其造成的经济损失巨大、对城市环境的污染和能源浪费十分严重。

因此，运用现代技术发展城市燃气管道的泄漏检测技术，及时发现制止泄漏源，从本质安全上及时补漏，避免事故发生，对遏制能源浪费，节约成本乃至城市的健康持续发展都有重要意义。

然而，目前燃气管道的检漏体系，主要是通过人工地面巡检的机制，对燃气管网系统的管道及其附件，设备的安全检查。这种传统的管道巡检方式发现泄漏采用人的视觉和听觉相结合的办法，这种方法易受人的生理因素的制约和劳动经验的影响，且对巡检人员的工作技能要求较高，其实质上就是间断性的检测，检漏系统在时间和空间上存在着许多漏洞，如夜间或人员稀少的燃气泄漏突发事件，一旦在这些时间和地方出现事故，不易发现，造成损失和危害。城市燃气管网较长，巡检的周期也很长，加上外界其它各种因素的干拢，使人工巡检的效果并不十分理想，特别是对细微的管道泄漏，是目前城市燃气泄漏检测方法所不能及的。

另外，现有流量/压力变化、质量/体积平衡和压力点分析法易于维护，费用低，但不能确定泄漏位置，也不能适应发生变化的运行条件；压力波法对于缓慢增加的泄漏反应弱,甚至无效；统计检漏法仅检测管线入、出口的压力和流量值,所需参数少,这是其优点之一，但也不可避免的带来问题，因为多点同时泄漏与单点泄漏对出入口压力流量的影响是一样的,很难区分。

热红外成像法、漏磁检测法、光纤检测法等在燃气管道泄漏检测中均已取得良好效果。但这些方法或者不能进行连续监测(如前两种方法)，或者虽然灵敏度和精度高，但是需要站外测点，无法保证系统安全，或价格昂贵，检测成本较高。

声发射（Acoustic Emission简称AE）技术是一种动态无损检测方法，具有超声、涡流没有的优势，可以对管道中已经存在的泄漏进行连续检测，对诊断的实时性要求不高，可不要求设备停产或停止运行，不要求在泄漏刚发生时就必须检测到泄漏信号，可以在泄漏发生后的一段时间内进行检测，极大地提高了诊断的方便性和正确性。