CN110553152A - 气体输送管网保压检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气体输送管网保压检测方法及系统，所述保压检测方法包括：根据压力误差值、温度误差值和理想压力值，计算理想压力容差上限值和理想压力容差下限值；在预设时间内，若待测气体输送管道内部的实际压力值在理想压力容差上限值和理想压力容差下限值之间波动，则判定待测气体输送管道密封性合格；在预设时间内，若待测气体输送管道内部的实际压力值突破理想压力容差下限值，则判定待测气体输送管道处于泄漏状态；在预设时间内，若待测气体输送管道内部的实际压力值突破理想压力容差上限值，则判定待测气体输送管道发生补压现象。本发明能够提前发现安全隐患，防止管道事故的发生，具备数字化、精准化、可视化和标准化的优点。

Description

气体输送管网保压检测方法及系统

技术领域

本发明涉及气体输送管道保压检测技术领域，具体的说，涉及了一种气体输送管网保压检测方法及系统。

背景技术

随着城镇化进程日益加快，城市配套建设及保障共用安全的需要，新建或者改建的气体输送管网工程成为城市管网建设重要组成部分；气体输送管网投入运行的早期和后期是事故的高发期；因此，气体输送管网投入运行前的密封性检测是一种保障管道安全检测的关键部分。

气体输送管网包括燃气输配管道和生产厂房内特种气体输送管道等。在压力管道安装及验收相关规范中要求：管道安装完成后必须进行气密试验。试验过程需要当地压力容器管理部门进行监督并看压，试验合格后需出具相关证明，附于工程竣工资料内，方可进行验收。

目前，大多数企业采用人工记录数据且人工凭经验对气体输送管网的密封性进行判断。例如，燃气输配管道密封性的判断方法为：根据人工记录的数据计算修正压力降，若修正压力降值符合《城镇燃气输配工程施工及验收规范》CJJ33—2005，则判断待测气燃气管道气密性合格。

但是，人工记录的结果偏差较大，且无法做到连续24小时、36小时或者48小时记录气体输送管道内的温度和压力的变化情况；而人工凭经验对管网的密封性进行判断，只是依据几个参考时间点的数据进行计算，存在工作效率低、检测精度低、分析工作量大和重复投入的缺点。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种气体输送管网保压检测方法及系统。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明第一方面提供一种气体输送管网保压检测方法，所述保压检测方法包括：

构建待测气体输送管道的温度-压力保压检测模型，通过数据采集终端采集待测气体输送管道内的实际温度值和实际压力值，根据所述温度-压力保压检测模型和实际温度值，获得待测气体输送管道内的理想压力值；

计算所述数据采集终端的压力误差值和温度误差值，根据所述压力误差值、所述温度误差值和所述理想压力值，计算理想压力容差上限值和理想压力容差下限值；

在预设时间内，若待测气体输送管道内部的实际压力值在所述理想压力容差上限值和所述理想压力容差下限值之间波动，则判定待测气体输送管道密封性合格；

在预设时间内，若待测气体输送管道内部的实际压力值突破理想压力容差下限值，则判定待测气体输送管道处于泄漏状态；

在预设时间内，若待测气体输送管道内部的实际压力值突破理想压力容差上限值，则判定待测气体输送管道发生补压现象。

进一步地，所述保压检测方法还包括：所述保压检测方法还包括：计算待测气体输送管道内的压力降，并根据所述压力降判定待测气体输送管道密封性是否合格；

若根据理想压力容差上限值和理想压力容差下限值判定待测气体输送管道密封性合格，且根据所述压力降判定待测气体输送管道密封性合格，则判定待测气体输送管道密封性合格；否则，判定待测气体输送管道密封性不合格。

进一步地，所述保压检测方法还包括：计算相同实际温度值条件下待测气体输送管道内部的实际压力差值，并根据所述实际压力差值判定待测气体输送管道密封性是否合格；

若根据理想压力容差上限值和理想压力容差下限值判定待测气体输送管道密封性合格，且根据所述实际压力差值判定待测气体输送管道密封性合格，则判定待测气体输送管道密封性合格；否则，判定待测气体输送管道密封性不合格。

本发明第二方面提供一种气体输送管网保压检测系统，包括数据采集终端、存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现上述的气体输送管网保压检测方法的步骤。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说：

1)本发明提供一种气体输送管网保压检测方法，根据待测气体输送管道内部的实际压力值与理想压力容差上限值和理想压力容差下限值之间的关系，判定待测气体输送管道是密封性良好、处于泄漏状态还是发生补压现象；本发明能够提前发现安全隐患，防止管道事故的发生；

2)所述保压检测方法还包括：计算待测气体输送管道内的压力降，并根据所述压力降判定待测气体输送管道密封性是否合格；若根据理想压力容差上限值和理想压力容差下限值判定待测气体输送管道密封性合格，且根据所述压力降判定待测气体输送管道密封性合格，则判定待测气体输送管道密封性合格；否则，判定待测气体输送管道密封性不合格；由于采用两种保压检测方法结合的双重保压检测方法，大大提高了该气体输送管网保压检测方法的准确率；

3)本发明还提供一种气体输送管网保压检测系统，包括数据采集终端、存储器和处理器；能够自动采集待测气体输送管道的保压信息，并将工程施工现场的保压信息通过无线网络实时传输到保压检测平台，有效解决了人工记录导致的初始数据不准确的技术问题，省时省力，降低了人力投入成本；

4)该气体输送管网保压检测方法及系统具备数字化、精准化、可视化和标准化的优点，为气体输送管网的施工人员的工作结果核查提供了参考依据；本发明适用于气体输送管网的密封性检测工作，提高了企业管理水平、工作效率和检测精度，使得用户能够严格管控气体输送管网建设环节，保障施工质量，再造服务价值。

附图说明

图1是本发明的气体输送管网保压检测系统的示意图。

图2是本发明的实际压力曲线击穿理想压力曲线容差下限的示意图。

图3是本发明的同温度下实际压力值一直在降低的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

一种气体输送管网保压检测方法，所述保压检测方法包括：构建待测气体输送管道的温度-压力保压检测模型，通过数据采集终端采集待测气体输送管道内的实际温度值和实际压力值，根据所述温度-压力保压检测模型和实际温度值，获得待测气体输送管道内的理想压力值；计算所述数据采集终端的压力误差值和温度误差值，根据所述压力误差值、所述温度误差值和所述理想压力值，计算理想压力容差上限值和理想压力容差下限值；在预设时间内，若待测气体输送管道内部的实际压力值在所述理想压力容差上限值和所述理想压力容差下限值之间波动，则判定待测气体输送管道密封性合格；在预设时间内，若待测气体输送管道内部的实际压力值突破理想压力容差下限值，则判定待测气体输送管道处于泄漏状态；在预设时间内，若待测气体输送管道内部的实际压力值突破理想压力容差上限值，则判定待测气体输送管道发生补压现象。

本实施例给出了一种温度-压力保压检测模型的具体实施方式，所述温度-压力保压检测模型为：

P(t)＝a[K(t)+273.15]

其中，P(t)表示理想压力值；K(t)表示待测气体输送管道内部的实际温度值；a表示保压测试参数，计算公式为；

选取一个参考时间点，P₀表示该参考时间点对应的待测气体输送管道内部的实际压力值，K₀表示该参考时间点对应的待测气体输送管道内部的实际温度值。

理想气体状态方程，又称理想气体定律、普适气体定律，是描述理想气体在处于平衡态时，压强、体积、物质的量、温度间关系的状态方程。它建立在玻义耳-马略特定律、查理定律、盖-吕萨克定律等经验定律上。理想气体状态方程为pV＝nRT。这个方程有4个变量：p表示理想气体的压强，V表示理想气体的体积，n表示气体物质的量，而T则表示理想气体的热力学温度；还有一个常量：R为理想气体常数。可以看出，此方程的变量很多。因此该方程以其变量多、适用范围广而著称，对常温常压下的空气也近似地适用。当气体输送管网施工结束后，通过本发明对管网采用数字化检测分析技术检测管道的密封性，由于是分段检测且待测气体输送管道处于密封状态，气体输送管道一般为钢制管道，因此认为管道内的气体体积V不变，气体物质的量n不变，理想气体常数R也为定值。因而，定义保压测试参数a＝nR/V，a为常量值。

本实施例中，选取一个参考时间点，根据参考时间点对应的待测气体输送管道内部的实际压力值和实际温度值计算出所述保压测试参数a的值；此参考时间点可以选取设备保压期间预设分析时间段的第一个采样值。

本实施例中，所述数据采集终端的压力误差值和温度误差值的计算公式分别为：

ΔP＝(A₁×B₁)/100

ΔK＝(A₂×B₂)/100

其中，ΔP表示压力误差值，A₁表示气体压力传感器的精度值，B₁表示气体压力传感器的量程范围；ΔK表示温度误差值，A₂表示温度传感器的精度值，B₂表示温度传感器的量程范围。气体压力传感器的精度值和量程范围，可以根据实际选取的气体压力传感器获得；温度传感器的精度值和量程范围，可以根据实际选取的温度传感器获得。

本实施例中，所述理想压力容差上限的计算公式为：

PH(t)＝(k+273.15+ΔK)×a+ΔP

其中，PH(t)表示理想压力容差上限，k表示待测气体输送管道内部的实际温度值，ΔK表示温度误差值，a表示保压测试参数，ΔP表示压力误差值。

本实施例中，所述理想压力容差下限的计算公式为：

PL(t)＝(k+273.15-ΔK)×a-ΔP

其中，PL(t)表示理想压力容差下限，k表示待测气体输送管道内部的实际温度值，ΔK表示温度误差值，a表示保压测试参数，ΔP表示压力误差值。

本实施例中，所述预设时间可以为连续24小时或者连续48小时或者其他。

如附图2所示，所述预设时间连续48小时；根据温度-压力保压检测模型和待测气体输送管道内部的实际温度值，获得待测气体输送管道内的理想压力曲线；根据所述压力误差值、所述温度误差值和所述理想压力值，获得理想压力曲线容差上限和理想压力曲线容差下限；根据待测气体输送管道内的实际压力值得到实际压力曲线。可以理解，在连续48小时内，实际压力曲线击穿理想压力曲线容差下限，判定待测气体输送管道处于泄漏状态。

因此，在预设时间内，根据待测气体输送管道内部的实际压力值与理想压力容差上限值和理想压力容差下限值之间的关系，判定待测气体输送管道是密封性良好、处于泄漏状态还是发生补压现象；本发明能够提前发现安全隐患，防止管道事故的发生。

实施例2

本实施例与上述实施例的区别在于，所述保压检测方法还包括：计算待测气体输送管道内的压力降，并根据所述压力降判定待测气体输送管道密封性是否合格；若根据理想压力容差上限值和理想压力容差下限值判定待测气体输送管道密封性合格，且根据所述压力降判定待测气体输送管道密封性合格，则判定待测气体输送管道密封性合格；否则，判定待测气体输送管道密封性不合格。其中，密封性不合格表示待测气体输送管道处于泄漏状态。

具体的，当所述第一检测模块和所述第二检测模块均判定待测气体输送管道密封性合格时，判定待测气体输送管道密封性合格；当所述第一检测模块或者所述第二检测模块判定待测气体输送管道密封性不合格时，判定待测气体输送管道密封性不合格。

本实施例中，待测气体输送管道内的压力降计算公式为：

ΔP′＝(P₁+m₁)-(P₂+m₂)(273.15+k₁)/(273.15+k₂)

其中，ΔP′表示待测气体输送管道内的压力降，P₁表示保压开始时待测气体输送管道内部的实际压力值，P₂表示保压结束时待测气体输送管道内部的实际压力值，m₁表示保压开始时待测气体输送管道外的大气压值，m₂表示保压结束时待测气体输送管道外的大气压值，k₁保压开始时待测气体输送管道内部的实际温度值，k₂保压结束时待测气体输送管道内部的实际温度值；

在预设时间内，若待测气体输送管道内的压力降未超过预设值，则判定待测气体输送管道密封性合格；在预设时间内，若待测气体输送管道内的压力降超过预设值，则判定待测气体输送管道密封性不合格。

由于本实施例采用两种保压检测方法结合的双重保压检测方法，大大提高了该气体输送管网保压检测方法的准确率；同时能够提前发现安全隐患，防止管道事故的发生。

实施例3

本实施例与实施例2的区别在于，所述保压检测方法还包括：计算相同实际温度值条件下待测气体输送管道内部的实际压力差值，并根据所述实际压力差值判定待测气体输送管道密封性是否合格；若根据理想压力容差上限值和理想压力容差下限值判定待测气体输送管道密封性合格，且根据所述实际压力差值判定待测气体输送管道密封性合格，则判定待测气体输送管道密封性合格；否则，判定待测气体输送管道密封性不合格。如下表所示：

需要说明的是，根据所述实际压力差值判定待测气体输送管道密封性是否合格的方法为：如附图3所示，在相同实际温度值条件下，若待测气体输送管道内部的实际压力差值大于预设值，则判定待测气体输送管道密封性不合格；在相同实际温度值条件下，若待测气体输送管道内部的实际压力差值不超过预设值，则判定待测气体输送管道密封性合格。

可以理解，待测气体输送管道内部的实际温度值和实际压力值是一一关联存储的；待测气体输送管道内部的实际压力差值指的是相同实际温度值条件下，对应实际压力值做差；此时相同温度下待测气体输送管道内部的实际压力值一直在降低。

由于本实施例采用将实施例1中的保压检测方法Ⅰ与本实施例中的保压检测方法Ⅱ结合的双重保压检测方法，因此，本发明进一步提高该气体输送管网保压检测方法的准确率。

实施例4

本实施例与上述实施例的区别在于，所述保压检测方法还包括：预设压力偏移校正值；根据所述压力偏移校正值，对待测气体输送管道内部的实际压力值进行校正。

需要说明的是，压力偏移校正值为压力偏移时间，其用于矫正待测气体输送管道实际压力曲线随着管内温度曲线的变化趋势，使变化滞后的实际压力曲线实现向左平移从而对应温度变化趋势。由于实际压力曲线的峰值和理想压力曲线以及待测气体输送管道内部的温度曲线的峰值不在同一时刻，有滞后的现象，为了能进行相对准确的计算，本发明预设压力偏移校正值，以使得实际压力曲线偏移，促使实际压力曲线的波动和理想压力曲线以及温度曲线的波动达到一致，进一步提高保压检测的准确率。

实施例5

在上述实施例的基础上，本实施例给出了一种气体输送管网保压检测系统的具体实施方式。所述保压检测系统包括数据采集终端、存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现上述的气体输送管网保压检测方法的步骤。

如附图1所示，所述数据采集终端通过信号塔分别接入互联网云服务器的数据中心等。所述保压检测系统的存储器可以为互联网云服务器的数据中心等或者其他可以实现存储功能的装置，所述处理器可以为手机或PC电脑等。

检测分析时：首先对管道进行密封处理，向待测气体输送管网施工工程段的管道打压一定量的空气，并在管道上面安装所述数据采集终端进行保压检测数据采集；所述数据采集终端实时采集到的数据传输至保压检测平台进行保压检测。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种气体输送管网保压检测方法，其特征在于，所述保压检测方法包括：

构建待测气体输送管道的温度-压力保压检测模型，通过数据采集终端采集待测气体输送管道内的实际温度值和实际压力值，根据所述温度-压力保压检测模型和实际温度值，获得待测气体输送管道内的理想压力值；

计算所述数据采集终端的压力误差值和温度误差值，根据所述压力误差值、所述温度误差值和所述理想压力值，计算理想压力容差上限值和理想压力容差下限值；

在预设时间内，若待测气体输送管道内部的实际压力值在所述理想压力容差上限值和所述理想压力容差下限值之间波动，则判定待测气体输送管道密封性合格；

在预设时间内，若待测气体输送管道内部的实际压力值突破理想压力容差下限值，则判定待测气体输送管道处于泄漏状态；

在预设时间内，若待测气体输送管道内部的实际压力值突破理想压力容差上限值，则判定待测气体输送管道发生补压现象。

2.根据权利要求1所述的气体输送管网保压检测方法，其特征在于：所述温度-压力保压检测模型为P(t)＝a[K(t)+273.15]

其中，P(t)表示理想压力值；K(t)表示待测气体输送管道内部的实际温度值；a表示保压测试参数，计算公式为；

选取一个参考时间点，P₀表示该参考时间点对应的待测气体输送管道内部的实际压力值，K₀表示该参考时间点对应的待测气体输送管道内部的实际温度值。

3.根据权利要求1所述的气体输送管网保压检测方法，其特征在于，所述数据采集终端的压力误差值和温度误差值的计算公式分别为：

ΔP＝(A₁×B₁)/100

ΔK＝(A₂×B₂)/100

其中，ΔP表示压力误差值，A₁表示气体压力传感器的精度值，B₁表示气体压力传感器的量程范围；ΔK表示温度误差值，A₂表示温度传感器的精度值，B₂表示温度传感器的量程范围。

4.根据权利要求1所述的气体输送管网保压检测方法，其特征在于，理想压力容差上限和理想压力容差下限的计算公式分别为：

PH(t)＝(k+273.15+ΔK)×a+ΔP

PL(t)＝(k+273.15-ΔK)×a-ΔP

其中，PH(t)表示理想压力容差上限，k表示待测气体输送管道内部的实际温度值，ΔK表示温度误差值，a表示保压测试参数，ΔP表示压力误差值，PL(t)表示理想压力容差下限。

5.根据权利要求1所述的气体输送管网保压检测方法，其特征在于，所述保压检测方法还包括：计算待测气体输送管道内的压力降，并根据所述压力降判定待测气体输送管道密封性是否合格；

若根据理想压力容差上限值和理想压力容差下限值判定待测气体输送管道密封性合格，且根据所述压力降判定待测气体输送管道密封性合格，则判定待测气体输送管道密封性合格；否则，判定待测气体输送管道密封性不合格。

6.根据权利要求5所述的气体输送管网保压检测方法，其特征在于，待测气体输送管道内的压力降计算公式为：

ΔP′＝(P₁+m₁)-(P₂+m₂)(273.15+k₁)/(273.15+k₂)

其中，ΔP′表示待测气体输送管道内的压力降，P₁表示保压开始时待测气体输送管道内部的实际压力值，P₂表示保压结束时待测气体输送管道内部的实际压力值，m₁表示保压开始时待测气体输送管道外的大气压值，m₂表示保压结束时待测气体输送管道外的大气压值，k₁保压开始时待测气体输送管道内部的实际温度值，k₂保压结束时待测气体输送管道内部的实际温度值；

在预设时间内，若待测气体输送管道内的压力降未超过预设值，则判定待测气体输送管道密封性合格；

在预设时间内，若待测气体输送管道内的压力降超过预设值，则判定待测气体输送管道密封性不合格。

7.根据权利要求1所述的气体输送管网保压检测方法，其特征在于，所述保压检测方法还包括：计算相同实际温度值条件下待测气体输送管道内部的实际压力差值，并根据所述实际压力差值判定待测气体输送管道密封性是否合格；

若根据理想压力容差上限值和理想压力容差下限值判定待测气体输送管道密封性合格，且根据所述实际压力差值判定待测气体输送管道密封性合格，则判定待测气体输送管道密封性合格；否则，判定待测气体输送管道密封性不合格。

8.根据权利要求1所述的气体输送管网保压检测方法，其特征在于，根据所述实际压力差值判定待测气体输送管道密封性是否合格的方法为：

在相同实际温度值条件下，若待测气体输送管道内部的实际压力差值大于预设值，则判定待测气体输送管道密封性不合格；

在相同实际温度值条件下，若待测气体输送管道内部的实际压力差值不超过预设值，则判定待测气体输送管道密封性合格。

9.根据权利要求1所述的气体输送管网保压检测方法，其特征在于，所述保压检测方法还包括：预设压力偏移校正值；

根据所述压力偏移校正值，对待测气体输送管道内部的实际压力值进行校正。

10.一种气体输送管网保压检测系统，其特征在于：包括数据采集终端、存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-9任一项所述的气体输送管网保压检测方法的步骤。