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在管道运输中泄漏是主要故障,本文以负压波理论为主,结合管道的水力和热力模型,同时辅以多种信号处理手段,对原油管道泄漏的检测及定位进行了研究。
当管道发生泄漏时,泄漏处的压力突然下降,压力波由泄漏处向上、下游传播,在管线两端的传感器检测出压力波到达测量点的时刻,计算出两测量点的时间差,利用负压力波在管线中的传播速度,可以确定泄漏位置。
本文针对我国加热原油管道的实际情况,考虑原油物性随沿程温降而变化,建立了压头和温度随距离变化的微分方程,引进温度补偿,从而改进了传统压力梯度法将压力的沿程变化看作线形的缺陷,对判断小流量泄漏更有效,降低泄漏判断中的误报及漏报率。
为了更好的解决泄漏中信号处理问题,克服噪声影响,论文中采用了卡尔曼滤波、中值滤波和小波变换法等信号处理手段,提高了泄漏检测和定位的精度,取得良好的效果。
基于虚拟仪器开发平台LabVIEW实现的软件系统设计,根据不同的功能分为多个模块。硬件采用工控机和美国NI的PCI采集卡等完成,通过调制解调器和电话专线完成子站与中心站之间的通讯与数据传输。采用GPS来统一首末端数据采集系统的系统时间,从管线两端的泵站上分别取两个测点通过信号处理手段及泄漏判断方法完成检测与定位。