[发明专利]一种适用于埋地气体管道泄漏量测量的实验装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及埋地管道气体泄漏技术领域，尤其涉及一种适用于埋地气体管道泄漏量测量的实验装置及方法。

背景技术

近年来，全国雾霾天气等环境问题的加剧使得环境问题再次受到广泛的重视。天然气作为一种洁净环保的优质能源，在我国能源革命中占据重要地位，几乎不含有粉尘、硫和其它有害物质，产生相同热值的前提下，其燃烧产物产生的温室气体远少于其他化石燃料。燃气管道的铺设方式一般为埋地铺设，其破坏的原因主要有腐蚀穿孔、违规操作，设备老化或维护不及时管材的缺陷等。一旦管道发生破坏，并且没有得到及时的处理，结果轻者中断燃气和电力供应，严重的导致事故周边人员疏散，甚至造成火灾或爆炸事故，危害群众的生命财产安全。

目前对管道发生事故后的泄漏扩散研究和燃烧或爆炸的灾害评价都是基于泄漏量已知的前提下所做的计算，而实际事故中泄漏量是随时间变化的，因此精确测量管道发生事故后的泄漏量成为关键。

现有的埋地管道泄漏实验装置一般都是一端连接储罐保持压力恒定，另一端埋入土壤中发生泄漏，与实际运行中的管道发生泄漏的情况不符，并且只能做稳态泄漏实验，没有考虑到管道检测系统检测到泄漏位置，将泄漏孔两端的截断阀关闭从而产生的非稳态泄漏。

由于是测量埋地气体管道的泄漏量，所以控制泄漏孔的阀门是没入土壤中的，如何有效地控制土壤中阀门的开关并且尽可能减少阀门操作对阀门附近土壤的影响也是一个至关重要的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种适用于埋地气体管道泄漏量测量的实验装置及方法，本发明装置设计的实验环道可以模拟管道运行过程中发生的泄漏，符合工程实际，并且可以做连续供气的稳态泄漏和泄漏孔两端截断阀关闭的非稳态泄漏。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明公开了一种适用于埋地气体管道泄漏量测量的实验装置，包括：相互连接的稳压装置和泄漏槽；在所述泄漏槽的两端分别设置第一阀门和第二阀门；

泄漏槽泄漏稳定后，同时关闭第一阀门和第二阀门，进入非稳态泄漏状态；根据发生非稳态泄漏前后第一阀门和第二阀门之间的管道内的气体质量之差，以及泄漏时间，确定非稳态泄漏的平均流量。

进一步地，所述泄漏槽上设有至少一个泄漏阀门，所述泄漏阀门通过泄漏阀门垫片与加长杆连接，所述加长杆延伸至土壤外，通过所述加长杆调节泄漏阀门的开度。

进一步地，所述阀门垫片包括：用于与设置在阀门上的阀杆匹配并连接的第一孔以及用于与加长杆一端匹配并连接的第二孔；加长杆转动带动阀门垫片转动，进而带动阀门上的阀杆转动，实现阀门的开闭控制。

进一步地，所述延伸至土壤外的加长杆一端设置转动手柄。

进一步地，所述稳压装置包括：第一缓冲罐和减压阀；所述第一缓冲罐与泄漏槽入口连接，在所述第一缓冲罐与泄漏槽的连接管路上设置第一减压阀。

进一步地，所述稳压装置还包括：第二缓冲罐，所述第二缓冲罐与泄漏槽的出口连接，所述第二缓冲罐的出口位置设置出口阀门。

进一步地，所述泄漏槽前后的管路上分别设置泄漏槽前流量计和泄漏槽后流量计。

进一步地，在所述泄漏槽与设置在泄漏槽前的第一阀门之间的管路上设置压力表。

本发明公开了一种适用于埋地气体管道泄漏量测量的实验方法，包括：非稳态工况模拟；

所述非稳态工况模拟具体为：

泄漏槽稳定泄漏后，同时关闭设置在泄漏槽两端的第一阀门和第二阀门，记录当前时刻以及此时泄漏槽两端管道的压力；

当泄漏槽两端管道的压力等于大气压时，再次记录时间；

根据第一阀门和第二阀门之间的管道距离以及泄漏前后管道的压力分别计算泄漏前后第一阀门和第二阀门之间的管道内气体的质量；

根据泄漏前后第一阀门和第二阀门之间的管道内气体的质量以及泄漏时间确定非稳态泄漏的平均泄漏流量。

进一步地，还包括：稳态泄漏工况模拟，具体为：

调节泄漏槽前端管路的压力稳定在实验设定值上；

气体经过泄漏槽进入第二缓冲罐，调节第二缓冲罐出口阀门的开度，保持第二缓冲罐内的压力稳定；

打开泄漏孔处的阀门，进入稳态泄漏工况，记录当前时间；

泄漏槽前管路气体流量与泄漏槽后管路气体流量之差即为当前时刻的泄漏量。

本发明有益效果：