[发明专利]一种管道泄漏监测、泄漏定位及泄漏量计算的方法及系统

说明书

本发明提供了一种管道泄漏监测、泄漏定位及泄漏量计算的方法，包括如下步骤：步骤1：采集获取待测管道的运行参数；步骤2：建立数学模型，获得管道长度上的管道参数计算值；步骤3：将参数计算值与监测值进行比较；步骤4：判断管道发生泄漏后，采用负压波法对泄漏位置进行定位；步骤5：计算泄漏量；本发明在大量实验和CFD验证的基础上，独立开发弯管水力损失子模型、温度对管径影响子模型、渐缩渐扩管子模型和压力波速子模型等，打破了三维管道在一维计算中的局限性，具有较好的计算精度和计算效率。本发明嵌入独立开发的泄漏量计算模型，在进行管道泄漏监测时，同时提供泄漏定位和泄漏量预警的功能。

技术领域

本发明涉及管道泄漏技术领域，具体为一种管道泄漏监测、泄漏定位及泄漏量计算的方法及系统。

背景技术

管道运输已与水路运输、公路运输、铁路运输和航空运输并列为五大交通运输方式，主要应用于输送液体、气体、浆体等。随着近十年我国国民经济的迅速发展，管道运输在经济发展中的角色越来越重要。

随着管线的增多以及设备运行时间的延长，由于施工不慎、腐蚀冲刷和人为破坏等原因，导致管道发生泄漏。管道的泄漏不仅会造成巨大的经济损失，还会导致严重的环境污染、资源浪费，发生严重的安全事故。

因此在管道输运中如何能够及时并准确的定位泄漏位置，对管道输运的安全性具有至关重要的作用，也是实时监测的主要任务，而现有的管道泄漏监测技术，大多只能进行泄漏定位，且定位误差大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管道泄漏监测、泄漏定位及泄漏量计算的方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种管道泄漏监测、泄漏定位及泄漏量计算的方法，包括如下步骤：

步骤1：采集获取待测管道的运行参数；

步骤2：根据步骤1中采集的运行参数并基于管道结构和管道流体守恒方程建立管道流体的数学模型，获得管道长度上的管道参数计算值；

步骤3：将参数计算值与监测值进行比较，如果两者差值大于设定阈值，即可判断待测管道发生泄漏，并发出警报；如果两者差值小于设定阈值，即回到步骤1，持续获取待测管道的运行参数，模拟管道运行，获取管道参数计算值；

步骤4：判断管道发生泄漏后，采用负压波法对泄漏位置进行定位；根据事先设定的监测点获取的压力波传递到两端的时间差，计算泄漏位置；

步骤5：根据泄漏量计算子模型，计算泄漏量。

优选的，步骤2中包括如下子步骤：

S21：通过输送介质的连续方程、动量方程建立管道流体的数学模型，并采用半隐式迭代数值计算方法求其数直解；

构建的包含泄漏状态的管道流体守恒方程的表达式为：

式(1)式(2)中ρ为密度，v为速度，t为时间，P为压力，λ为沿程阻力系数，D为管道直径，α为管道倾斜的角度，g为重力常数；

将上述方程进行空间和时间上的离散，整理获得AX＝B的矩阵形式，其中：

S22：嵌入弯头计算子模型；主要为：

ζ＝A*B；其中，

ζ＝[0.131+0.159(D/R)^3.5](θ/180)； (5)