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油气输送管道是石油、石化行业的关键输送设备之一。目前,随着工厂油气管道输送任务的增加,为了保障油气输送管道的安全生产,需要对该设备的输送过程进行实时监测,对意外发生的泄漏事故及时报警,并准确估计泄漏点位置。本文采用负压波技术,以输油管道为研究对象,围绕如何提高其泄漏诊断的远程智能化水平和泄漏点定位精度两个主题,进行了以下几方面的工作:
1.开发了双扭环多任务的管道泄漏诊断系统(PLDS),进行了大量室内和现场试验,最小定位精度可达1.0%。
2.采用改进奇异值降噪技术对输油管道泄漏检测信号降噪。实现了管道泄漏负压波信号与噪声的有效分离,同时保留了峰值位置和拐点相位。3.构造了信息缺失条件下的管道泄漏状态特征库。利用Bootstrap估计参数均值的方法,对负压波特征样本进行统计模拟,并设计了Bootstrap波形筛选器,对统计模拟产生的新样本进行筛选和优化,解决了小样本条件下建立状态特征库的难题。
4.分析了在原油、成品油管道中的负压波速度求解方法,并给出了计算公式和实例。
5.建立了神经网络智能知识提取的优选模型,简化了泄漏诊断过程。
6.设计了一种基于SCADA的嵌入式泄漏诊断模块,采用DDE技术直接从远程PLC的压力寄存器读取原始信息,增大了泄漏诊断系统的数据采集频率,提高了泄漏点定位精度。较好地解决了SCADA系统本身由于采集频率低所导致的泄漏检测不敏感、漏点定位精度低的问题。现场试验验证了该方案的可行性,为提高现有SCADA系统的监控能力、降低泄漏检测系统的成本提供了一条新的途径。