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延西天然气管网泄露智能检测系统

1.项目背景
1.1需求背景:由于管道运输固有的高压、易燃、易爆特性,长输管道的安全管理极为重要。泄漏是长输管道运行中最主要的安全威胁之一。气体管道泄漏往往造成中毒、火灾和爆炸等严重事故。近年来,犯罪分子在原油成品油管道打孔盗油,导致巨大经济损失。

管道泄漏监测系统实时监测管道的运行情况,当管道发生泄漏时,能够及时发现并确定泄漏发生的位置。从而可以及时有效地进行应急处理,控制和减少因管道泄漏造成的经济损失,具有明显的经济效益和社会效益。

智能音波管道泄漏监测系统采用先进的信号处理、模式识别和人工智能技术,提高了管道泄漏监测系统的灵敏度、可靠性和稳定性,降低了误报率,是目前最为先进的第四代管道泄漏监测技术。

1.2管道概况
延炼-西安成品油管线总长为200.9公里,其特点是由西北向东南方向走势,起点海拔为789米,而终点的海拔则为443米,而中间最低点则为360米。

输油管路的直径为L415-426*8.7mm、压力达到16MPa,设计最大的输送量为820立方米/小时,并且顺序输送方法,可输送93#汽油、90#汽油、5#柴油、0#柴油等油料。

2.系统原理
贝加莱系统在管道两端安装音波传感器,24小时实时接收并监控管道内音波信号。贝加莱系统通过音波信号处理,消除管道的背景噪声并抑制管道操作过程中产生的干扰;然后利用模式识别和人工智能技术,实时识别甄别和分析音波信号,确定是否发生泄漏;最后根据音波信号到达管道两端的时间差,计算出发生泄漏的位置。

数据采集处理处理终端的主要功能是把传感器采集到的音波信号进行预处理与放大,转换为数字域的多通道音波信号。通过维纳滤波、自适应滤波等多种方法对信号进行预处理,利用GPS信号进行精确时间同步,并通过通讯网络,实时传输到泄漏监测定位服务器。

3.系统主要功能
通讯:建立并维护各数据采集终端的通讯信道;
数据采集同步:采集并同步各数据处理终端的原始数据;
实时泄漏监测:对音波数据进行实时泄漏监测,并判断是否发生泄漏;
泄漏位置计算:估计音波信号到达各数据处理终端的时间差,并计算泄漏位置;
系统状态服务:维护系统工作状态,并传送给状态监控主机;
数据备份:保存原始数据;
泄漏状态日志:把泄漏发生的时间、地点等关键信息保存到数据库。

4.效果评估
项目实施:该LDS系统在延炼-西安200公里的成品油长输管线项目上得到了应用,通过多次放油测试,其测试结果如下:
灵敏度:贝加莱系统检测到所有管道泄漏,最小泄漏孔径为3mm,对应泄漏率0.2%;
定位精度:贝加莱系统泄漏点平均定位精度小于50米;
误报率:在试验过程中,贝加莱系统没有发生误报;
反应速度:所有管道泄漏实验贝加莱系统泄漏报警时间小于60s。

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