CN114110439A - 一种使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法 - Google Patents

一种使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法，包括以预设时间间隔获取截断阀位置的压力数据；当压力数据在预设压力范围内且随时间单调递减时，计算压降速率当前值；将压降速率当前值与预先确定的压降速率阈值序列中的各个压降速率阈值进行比较；将比压降速率当前值小的压降速率阈值对应的计数器加上预设时间间隔，并将比压降速率当前值大的压降速率阈值对应的计数器清零，依次循环；当任意一个压降速率阈值对应的计数器达到报警时间阈值时，控制关闭截断阀。上述方法能够使截断阀更准确快速的响应干线输气管道的泄漏事故并及时关断，减少经济损失和环境安全影响，适用于更多类型泄漏情况的判定。

Description

一种使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法
技术领域
本发明属于输气管道安全技术领域，特别是涉及一种使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法。
背景技术
现有技术中，干线输气管道发生大口径泄漏时，会导致沿线压力急剧下降，当减压波从泄漏点处传播到上下游阀室后，设置在泄漏点上下游的截断阀会被控制系统紧急关断，因此在决定截断阀是否需要紧急关断之前，需要准确判断管道是否发生了泄漏，这个判断过程需要对管道压力变化情况进行连续处理。现有技术中是根据压力传感器采集到的压力数据波动来判断管道是否泄漏，在实际应用中，截断阀以一定周期(例如每5秒)采集压力数据，再对这些压力数据的差取平均值，计算出周期内中间时刻的压降速率，若是在一段时间内，压降速率持续超过设定值则可以判断管道已经发生了泄漏。如图1所示，图1为管道发生泄漏时泄漏点下游阀室处的压降速率变化曲线图，国内天然气长输管道上截断阀采用的压降速率算法，设5s、10s...60s处的压力依次为P1、P2...P12，第35s、40s...60s时的压降速率依次为ROD7、ROD8...ROD12，其各等于：
ROD7＝(P1-P7)×2
ROD8＝(P2-P8)×2
…
ROD12＝(P6-P12)×2
将以上6个时刻的平均压降速率记为60s处的压降速率，其计算式为：
Figure BDA0003367346620000011
目前应用的压降速率算法大同小异，其结果与实际的压降速率值往往会有很大的偏差，在截断阀的整个控制过程中，每采集一个压力数据，便可计算出一个压降速率，如果在一段时间内，压降速率持续超过设定值，则可以判断管道已经发生了泄漏，截断阀便会执行关断操作。从图1可以看出，如果此下游阀室处的截断阀的阈值设定为[180s，0.2MPa/min]，实际压降速率在180s持续时间内只达到了0.18MPa/min，则截断阀不会执行关断操作；如果该阈值设定为[120s，0.2MPa/min]，实际压降速率在120s持续时间内已经达到了0.22MPa/min，则截断阀会执行关断操作。目前国内在主要的干线输气管道上的截断阀的阈值设定方面，都是只取一对固定值，例如[120s，0.15MPa/min]，该现有方法存在如下缺点：对不同管径、不同压力等级和不同泄漏程度的干线管道均仅设定一对固定阈值，这样在经济性和安全性方面都不够好，无法对中小型泄漏情况进行判定。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法，能够使截断阀更准确快速的响应干线输气管道的泄漏事故并及时关断，减少经济损失和环境安全影响，适用于更多类型泄漏情况的判定。
本发明提供的一种使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法包括：
以预设时间间隔获取截断阀位置的压力数据；
当所述压力数据在预设压力范围内且随时间单调递减时，计算压降速率当前值；
将所述压降速率当前值与预先确定的压降速率阈值序列中的各个压降速率阈值进行比较，其中，所述压降速率阈值序列中包括按大小依次排列的多个压降速率阈值，且每个所述压降速率阈值对应一个计数器和一个报警时间阈值；
将比所述压降速率当前值小的压降速率阈值对应的计数器加上所述预设时间间隔，并将比所述压降速率当前值大的压降速率阈值对应的计数器清零，依次循环上述步骤；
当任意一个所述压降速率阈值对应的计数器达到其对应的报警时间阈值时，控制关闭所述截断阀。
优选的，在上述使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法中，利用三次多项式拟合方式计算所述压降速率当前值。
优选的，在上述使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法中，在以预设时间间隔获取截断阀位置的压力数据之前，还包括：
确定所述压降速率阈值序列中的各个压降速率阈值，以及与每个所述压降速率阈值对应的报警时间阈值。
优选的，在上述使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法中，所述压降速率阈值序列中的压降速率阈值和对应的报警时间阈值包括：
与泄漏孔径等于四分之一管道内径时对应的第一压降速率阈值和180s；
与泄漏孔径等于三分之一管道内径时对应的第二压降速率阈值和150s；
与泄漏孔径等于二分之一管道内径时对应的第三压降速率阈值和120s；
与泄漏孔径等于四分之三管道内径时对应的第四压降速率阈值和90s；
与泄漏孔径等于管道内径时对应的第五压降速率阈值和60s。
优选的，在上述使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法中，所述压降速率阈值序列中的每个所述压降速率阈值均比压缩机启停和相邻阀门关闭在所述压降速率阈值对应的报警时间阈值内引起的最小压降速率值高一个安全值。
优选的，在上述使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法中，所述安全值不小于0.02MPa/min。
优选的，在上述使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法中，所述预设时间间隔为1秒至5秒。
优选的，在上述使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法中，所述预设压力范围包括预设压力最大值和预设压力最小值，其中，所述预设压力最大值为当上游压气站出口压力为设计压力时，截断阀的压力值，所述预设压力最小值为当上游压气站出口压力为允许最小压力时，当所述截断阀处发生泄漏的孔径等于管道内径时，泄漏发生后180秒时的所述截断阀处的压力值。
通过上述描述可知，本发明提供的上述使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法，由于包括以预设时间间隔获取截断阀位置的压力数据；当所述压力数据在预设压力范围内且随时间单调递减时，计算压降速率当前值；将所述压降速率当前值与预先确定的压降速率阈值序列中的各个压降速率阈值进行比较，其中，所述压降速率阈值序列中包括按大小依次排列的多个压降速率阈值，且每个所述压降速率阈值对应一个计数器和一个报警时间阈值；将比所述压降速率当前值小的压降速率阈值对应的计数器加上所述预设时间间隔，并将比所述压降速率当前值大的压降速率阈值对应的计数器清零，依次循环上述步骤；当任意一个所述压降速率阈值对应的计数器达到其对应的报警时间阈值时，控制关闭所述截断阀，由此可见，该方案采用了多个压降速率阈值和对应的报警时间阈值来控制截断阀的关断，因此能够使截断阀更准确快速的响应干线输气管道的泄漏事故并及时关断，减少经济损失和环境安全影响，适用于更多类型泄漏情况的判定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为管道发生泄漏时泄漏点下游阀室处的压降速率变化曲线图；
图2为本发明提供的一种使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法的实施例的示意图；
图3为截断阀控制逻辑示意图；
图4为由三次样条插值拟合得到的某压力-时间曲线及相应的压降速率-时间曲线；
图5为传感器数据获取的示意图；
图6为滚动计算压降速率值的示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法，能够使截断阀更准确快速的响应干线输气管道的泄漏事故并及时关断，减少经济损失和环境安全影响，适用于更多类型泄漏情况的判定。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的一种使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法的实施例如图2所示，图2为本发明提供的一种使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法的实施例的示意图，该方法可以包括如下步骤：
S1：以预设时间间隔获取截断阀位置的压力数据；
需要说明的是，参考图3，图3为截断阀控制逻辑示意图，具体可以利用安装在截断阀附近的传感器来获取该压力数据，而且该预设时间间隔可以优选为1秒至5秒，当然还可以根据实际需要选用其他间隔，此处并不限制，图3中是以5秒的时间间隔为例进行说明，首先可以接收处理5个最新的压力数据。
S2：当压力数据在预设压力范围内且随时间单调递减时，计算压降速率当前值；
需要说明的是，该步骤中，需要首先判断接收到的上述5个最新的压力数据是否单调递减，如果不是单调递减，则判断为不泄漏，不进行后续操作，直接返回滚动接收下一个压力数据，如果是单调递减，则判断为发生了泄漏，则进行后续操作，接着判断这些最新的压力数据是否大于Pmin，如果结果为否，则不进行后续操作，直接返回滚动接收下一个压力数据，如果大于Pmin，则接着判断这些最新的压力数据是否小于Pmax，如果结果为否，则不进行后续操作，直接返回滚动接收下一个压力数据，如果结果为是，则计算这5个压力数据中的中间时刻的压降速率，即“压降速率当前值”。
S3：将压降速率当前值与预先确定的压降速率阈值序列中的各个压降速率阈值进行比较，其中，压降速率阈值序列中包括按大小依次排列的多个压降速率阈值，且每个压降速率阈值对应一个计数器和一个报警时间阈值；
需要说明的是，这需要事先为每个压降速率阈值(图3中的ROD1至ROD5，数值依次增大)设置一个对应的计数器，也就是计数器1至计数器5，在以预设时间间隔获取截断阀位置的压力数据之前，还可以包括确定压降速率阈值序列中的各个压降速率阈值，以及与每个压降速率阈值对应的报警时间阈值，优选的，压降速率阈值序列中的压降速率阈值和对应的报警时间阈值包括：与泄漏孔径等于四分之一管道内径时对应的第一压降速率阈值(ROD1)和180s；与泄漏孔径等于三分之一管道内径时对应的第二压降速率阈值(ROD2)和150s；与泄漏孔径等于二分之一管道内径时对应的第三压降速率阈值(ROD3)和120s；与泄漏孔径等于四分之三管道内径时对应的第四压降速率阈值(ROD4)和90s；与泄漏孔径等于管道内径时对应的第五压降速率阈值(ROD5)和60s，此时ROD5对应的报警时间阈值为60s。
S4：将比压降速率当前值小的压降速率阈值对应的计数器加上预设时间间隔，并将比压降速率当前值大的压降速率阈值对应的计数器清零，依次循环上述步骤；
具体的，从图3可以看出，将计算出来的压降速率从右至左依次进行判断，当该压降速率当前值大于ROD5时，该ROD5比其他四个都大，意味着该压降速率大于所有的五个ROD值，此时就将计数器1至计数器5全都加5，当该计数器5未达到60时，循环上述步骤S1至步骤S3。
S5：当任意一个压降速率阈值对应的计数器达到其对应的报警时间阈值时，控制关闭截断阀。
需要说明的是，此时，如果得到的压降速率当前值依然比ROD5大，还是将计数器1至计数器5全都加5，然后继续循环上述步骤，循环12次之后，当前压降速率依然比ROD5大，计数器5的数值达到了60，则证明发生了泄漏事故，而且泄漏孔径与管道直径近乎相等，此时控制关闭截断阀，而如果第二个循环得到的压降速率当前值小于ROD5而大于ROD4，则将计数器5清零，将计数器1至计数器4全都加5，如果此时得到的当前压降速率当前值小于ROD4而大于ROD3，则将计数器4清零，将计数器1至计数器3全都加5，如果此时得到的当前压降速率当前值小于ROD3而大于ROD2时，则将计数器3清零，将计数器1至计数器2全都加5，如果此时得到的当前压降速率当前值小于ROD2而大于ROD1时，则将计数器2清零，将计数器1加5，如果此时得到的当前压降速率当前值小于ROD1，则将计时器1清零，而计时器1清零后，则证明没有发生泄漏，而当经过一段时间的循环之后，这些计数器中的任意一个计数达到了其对应的报警时间阈值时，例如当计时器4的计数达到了90或者计数器3的计数达到了120或者计数器2的计数达到了150或计数器1的计数达到了180，则都会触发管道泄漏报警，控制关闭截断阀，从而利用该方法能够同时检测出更多种泄漏孔径造成的泄漏现象，比现有技术中的只设置单一的泄漏时间阈值的方案更加全面，更加准确且更加及时，从而提高管道安全性。
通过上述描述可知，本发明提供的上述使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法的实施例中，由于包括以预设时间间隔获取截断阀位置的压力数据；当压力数据在预设压力范围内且随时间单调递减时，计算压降速率当前值；将压降速率当前值与预先确定的压降速率阈值序列中的各个压降速率阈值进行比较，其中，压降速率阈值序列中包括按大小依次排列的多个压降速率阈值，且每个压降速率阈值对应一个计数器和一个报警时间阈值；将比压降速率当前值小的压降速率阈值对应的计数器加上预设时间间隔，并将比压降速率当前值大的压降速率阈值对应的计数器清零，依次循环上述步骤；当任意一个压降速率阈值对应的计数器达到其对应的报警时间阈值时，控制关闭截断阀，由此可见，该方案采用了多个压降速率阈值和对应的报警时间阈值来控制截断阀的关断，因此能够使截断阀更准确快速的响应干线输气管道的泄漏事故并及时关断，减少经济损失和环境安全影响，适用于更多类型泄漏情况的判定。
在上述使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法的一个具体实施例中，可以利用三次多项式拟合方式计算压降速率当前值。
需要说明的是，现有技术的另一个缺点是未考虑因非泄漏因素对管道的干扰而使得截断阀误关断的情况，其中非泄漏因素包括但不限于压缩机启停、上游阀门关闭和数据采集异常等因素。基于此问题，本申请还提供了一个具体实施例，其中，压降速率阈值序列中的每个压降速率阈值均比压缩机启停和相邻阀门关闭在压降速率阈值对应的报警时间阈值内引起的最小压降速率值高一个安全值，进一步的，该安全值不小于0.02MPa/min，进一步的，该安全值可以优选为0.03MPa/min。
在上述使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法中，预设压力范围可以包括预设压力最大值和预设压力最小值，其中，预设压力最大值为当上游压气站出口压力为设计压力时，截断阀的压力值，预设压力最小值为当上游压气站出口压力为允许最小压力时，当所述截断阀处发生泄漏的孔径等于管道内径时，泄漏发生后180秒时的所述截断阀处的压力值。
具体的，可以采用如下具体方式确定各个压降速率阈值和对应的报警时间阈值：
步骤1：仿真软件工况模拟
①针对输送某种天然气的某条干线管道中某两个压气站之间的管段(以下称为“此条管段”)，使用仿真软件建模，在不同运行压力下进行稳态仿真后，模拟该管段不同泄漏孔径、不同泄漏位置时发生泄漏的工况。
运行压力通过上游压气站出口压力控制，上游压气站出口压力最高取设计压力，最低取允许最小出站压力(由下游压气站最小进站压力决定)。
设定泄漏孔径分别取0.25D、0.33D、0.5D、0.75D、D，D为管道内径。
对于每个截断阀(包括压气站进出口处的截断阀)，为了模拟极端情况，泄漏孔应设置在其相邻阀室处，因此泄漏位置选择设置在每个阀室的位置处；
②针对此条管段，进行稳态仿真后，模拟此条管段上游压气站停机；
③针对此条管段，将下游压气站关闭，进行稳态仿真后，模拟下游压气站启动的工况；
④针对此条管段，进行稳态仿真后，模拟各截断阀突然关闭的工况(每次只关一个)。
步骤2：模拟结果数据选择导出
①对于此条管段的第一个截断阀，I.导出其在上游压气站出口压力为允许最小出站压力时，以下工况的压力数据：泄漏孔位于第二个阀室处，五个不同泄漏孔径下发生泄漏的压力数据(5组)；II.导出其在上游压气站出口压力为设计压力时，管段上游压气站突然停机后的压力数据。
②对于此条管段的最后一个截断阀，I.导出其在上游压气站出口压力为允许最小出站压力时，以下工况的压力数据：泄漏孔位于倒数第二个阀室处，五个不同泄漏孔径下发生泄漏的压力数据(5组)；II.导出其在上游压气站出口压力为设计压力时，管段下游压气站关闭达到稳态后，突然启动后的压力数据；倒数第二个阀室突然关闭后的压力数据。
③对于此条管段的其它截断阀，I.导出其在上游压气站出口压力为允许最小出站压力时，以下工况的压力数据：泄漏孔位于此截断阀相邻阀室处，五个不同泄漏孔径下发生泄漏的压力数据(10组)；II.导出其在上游压气站出口压力为设计压力时，此截断阀上游阀室突然关闭后的压力数据。
④对于每个截断阀，在上游压气站出口压力为允许最小出站压力时，记录在其位置处发生泄漏的孔径为D时，泄漏180秒时的压力值，记为Pmin。
⑤对于每个截断阀，记录其在上游压气站出口压力为设计压力时的压力值，记为Pmax。
步骤3：导出数据处理
步骤2导出的数据为压力-时间数据(记为Pi-ti，i∈[0，n])，使用三次样条插值法，按照下式将这些离散数据拟合成光滑曲线。
Pi(t)＝ai+bit+cit2+dit3 t∈[ti-1，ti]，(i＝1，2，…，n)
P(ti-0)＝P(ti+0)(i＝1，2，…，n-1)
P′(ti-0)＝P′(ti+0)(i＝1，2，…，n-1)
P″(ti-0)＝P″(ti+0)(i＝1，2，…，n-1)
P(ti)＝Pi(i＝0，1，2，…，n)
上式共有4n个未知参数，但只有4n-2个等式，故需添加两个条件，由于压力最终会趋于稳定，所以可得：
P′(tn)＝0 P″(tn)＝0
通过三次样条插值得到的压力-时间曲线具有一阶导数(压降速率)曲线光滑、二阶导数(压降速率对时间的导数)连续的特点，如图4所示，图4为由三次样条插值拟合得到的某压力-时间曲线及相应的压降速率-时间曲线，拟合结果与仿真曲线基本一致。
步骤4：[压降速率，持续时间]选取
由步骤3得到的所有截断阀在五个不同泄漏孔径下的压降速率曲线，使用一条水平直线从曲线最大值点开始向下平移，当截取的曲线水平宽度达到持续时间设定值ts时停止，此时水平直线对应的ROD值即为在此持续时间设定值下的最小允许压降速率值。对应5个泄漏孔径，分别设置5个持续时间设定值，确定5个压降速率阈值，见表1。
表1不同泄漏孔径下的压降速率-持续时间初选值
泄漏孔径/m 0.25D 0.33D 0.5D 0.75D D
持续时间/s 180s 150s 120s 90s 60s
压降速率/MPa·min<sup>-1</sup> ROD1 ROD2 R0D3 ROD4 ROD5
①针对此条管段的第一个截断阀，查看由步骤3得到的其在管段上游压气站突然停机后的压降速率曲线，截取180s、150s、120s、90s、60s时的5个压降速率值，并依次加上0.03MPa/min(安全裕量)，将得到的5个压降速率值(记为RODci)分别与表1中的5个压降速率值(记为RODi)比较，若RODci大于RODi，则用RODci替换RODi，最终可以得到5对[压降速率MPa/min,持续时间s]。在此5对[压降速率MPa/min,持续时间s]的控制下，此条管段的第一个截断阀既可针对不同泄漏孔径快速响应，也不会因为上游压气站突然停机而误关断。
②对于此条管段的最后一个截断阀，查看由步骤3得到的其在管段下游压气站关闭达到稳态后突然启动的压降速率曲线，截取180s、150s、120s、90s、60s时的5个压降速率值，并依次加上0.03MPa/min(安全裕量)，将得到的5个压降速率值(记为RODci)分别与表1中的5个压降速率值(记为RODi)比较，若RODci大于RODi，则用RODci替换RODi，可以得到5对新的[压降速率MPa/min,持续时间s]。再查看由步骤3得到的其在倒数第二个阀室突然关闭后的压降速率曲线，截取180s、150s、120s、90s、60s时的5个压降速率值，并依次加上0.03MPa/min(安全裕量)，将得到的5个压降速率值(记为RODci)分别与表1中的5个压降速率值(记为RODi)比较，若RODci大于RODi，则用RODci替换RODi，得到最终的5对[压降速率MPa/min,持续时间s]。在此5对[压降速率MPa/min,持续时间s]的控制下，此条管段的最后一个截断阀既可针对不同泄漏孔径快速响应，也不会因为下游压气站突然启动或相邻阀室突然关闭而误关断。
③对于此条管段的其它截断阀，查看由步骤3得到的其在上游阀室突然关闭后的压降速率曲线，截取180s、150s、120s、90s、60s时的5个压降速率值，并依次加上0.03MPa/min(安全裕量)，将得到的5个压降速率值(记为RODci)分别与表1中的5个压降速率值(记为RODi)比较，若RODci大于RODi，则用RODci替换RODi，最终可以得到5对[压降速率MPa/min,持续时间s]。在此5对[压降速率MPa/min,持续时间s]，也就是前面提到的“压降速率阈值和对应的报警时间阈值”的控制下，此截断阀既可针对不同泄漏孔径快速响应，也不会因为上游阀室突然关闭而误关断。
步骤5：截断阀压力传感器数据获取及处理
目前工程上使用的截断阀压力传感器普遍为每5s采集一个压力数据。在计算某时刻的压降速率时，以其前两个时刻和后两个时刻及本时刻的共5个压力数据为一组，按时间顺序排列，第1个压力数据设为第0秒，则第5个压力数据设为第20s，如图5所示，图5为传感器数据获取的示意图。
对这5组数据的前4组和后4组分别采用多项式拟合的方法，拟合成两个形如下式的三次多项式。
Figure BDA0003367346620000111
式中有4个未知系数(a0～a3)，通过将4组数据代入得到的4个等式可全部求出。
然后对两个多项式求导，即可得到两个压降速率表达式，把t＝10s代入两个压降速率表达式，对得到的两个压降速率求平均值，即可得到t＝10s时的压降速率。随着数据的滚动获取，即可依次求出每5秒的压降速率，如图6所示，图6为滚动计算压降速率值的示意图。
这样通过三次多项式拟合的方法得到的压降速率值相较于现有方法，更接近真实的压降速率值。以图4中的数据为例，现有方法的计算结果与实际压降速率相差较大，而本方法的计算结果与实际压降速率基本一致。
综上所述，本申请提供的上述方法的实施例的准确性更高，因为本实施例综合考虑了压缩机启停、相邻阀门关闭、数据采集异常三个非泄漏因素，在压降速率选取时，保证了压降速率阈值比压缩机启停和相邻阀门关闭引起的压降速率值高0.03MPa/min；在控制逻辑中，加入了一个甄别异常数据的环节，以防止因数据采集异常导致截断阀误关。而且，本申请实施例提供的方法的安全性和经济性更好，本方法实施例针对泄漏事故的严重程度设置了多对阈值，能够做到在发生重大泄漏时快速反应，在发生小型泄漏时不发生误判，事故过程中释放到大气的天然气远少于现有方法，对环境造成的影响更小，天然气损失也更少。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法，其特征在于，包括：
以预设时间间隔获取截断阀位置的压力数据；
当所述压力数据在预设压力范围内且随时间单调递减时，计算压降速率当前值；
将所述压降速率当前值与预先确定的压降速率阈值序列中的各个压降速率阈值进行比较，其中，所述压降速率阈值序列中包括按大小依次排列的多个压降速率阈值，且每个所述压降速率阈值对应一个计数器和一个报警时间阈值；
将比所述压降速率当前值小的压降速率阈值对应的计数器加上所述预设时间间隔，并将比所述压降速率当前值大的压降速率阈值对应的计数器清零，依次循环上述步骤；
当任意一个所述压降速率阈值对应的计数器达到其对应的报警时间阈值时，控制关闭所述截断阀。
2.根据权利要求1所述的使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法，其特征在于，利用三次多项式拟合方式计算所述压降速率当前值。
3.根据权利要求1所述的使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法，其特征在于，在以预设时间间隔获取截断阀位置的压力数据之前，还包括：
确定所述压降速率阈值序列中的各个压降速率阈值，以及与每个所述压降速率阈值对应的报警时间阈值。
4.根据权利要求3所述的使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法，其特征在于，所述压降速率阈值序列中的压降速率阈值和对应的报警时间阈值包括：
与泄漏孔径等于四分之一管道内径时对应的第一压降速率阈值和180s；
与泄漏孔径等于三分之一管道内径时对应的第二压降速率阈值和150s；
与泄漏孔径等于二分之一管道内径时对应的第三压降速率阈值和120s；
与泄漏孔径等于四分之三管道内径时对应的第四压降速率阈值和90s；
与泄漏孔径等于管道内径时对应的第五压降速率阈值和60s。
5.根据权利要求4所述的使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法，其特征在于，所述压降速率阈值序列中的每个所述压降速率阈值均比压缩机启停和相邻阀门关闭在所述压降速率阈值对应的报警时间阈值内引起的最小压降速率值高一个安全值。
6.根据权利要求5所述的使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法，其特征在于，所述安全值不小于0.02MPa/min。
7.根据权利要求1-6任一项所述的使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法，其特征在于，所述预设时间间隔为1秒至5秒。
8.根据权利要求1-6任一项所述的使用截断阀处压降速率检测干线输气管道泄漏的方法，其特征在于，所述预设压力范围包括预设压力最大值和预设压力最小值，其中，所述预设压力最大值为当上游压气站出口压力为设计压力时，截断阀的压力值，所述预设压力最小值为当上游压气站出口压力为允许最小压力时，当所述截断阀处发生泄漏的孔径等于管道内径时，泄漏发生后180秒时的所述截断阀处的压力值。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114743699A (zh) * 2022-03-29 2022-07-12 中核核电运行管理有限公司 重水堆核电机组燃料通道泄漏定位方法
CN115654382A (zh) * 2022-10-27 2023-01-31 深圳市燃气集团股份有限公司 一种燃气管道泄漏风险等级判定的方法、装置及智能终端

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02147931A (ja) * 1988-11-30 1990-06-06 Nkk Corp パイプラインの漏洩検知方法
CN109307158A (zh) * 2017-07-28 2019-02-05 中国石油天然气股份有限公司 一种确定管道线路泄漏的方法和装置
CN109578817A (zh) * 2018-12-18 2019-04-05 中国石油天然气集团公司 一种输气管道末站干线压降速率监测报警联锁方法
CN109578818A (zh) * 2018-12-18 2019-04-05 中国石油天然气集团公司 一种输气管道阀室干线管道爆管监测报警及联锁保护方法
CN112115623A (zh) * 2020-10-20 2020-12-22 西南石油大学 一种泄漏工况下输气管道阀室压降速率计算方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02147931A (ja) * 1988-11-30 1990-06-06 Nkk Corp パイプラインの漏洩検知方法
CN109307158A (zh) * 2017-07-28 2019-02-05 中国石油天然气股份有限公司 一种确定管道线路泄漏的方法和装置
CN109578817A (zh) * 2018-12-18 2019-04-05 中国石油天然气集团公司 一种输气管道末站干线压降速率监测报警联锁方法
CN109578818A (zh) * 2018-12-18 2019-04-05 中国石油天然气集团公司 一种输气管道阀室干线管道爆管监测报警及联锁保护方法
CN112115623A (zh) * 2020-10-20 2020-12-22 西南石油大学 一种泄漏工况下输气管道阀室压降速率计算方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114743699A (zh) * 2022-03-29 2022-07-12 中核核电运行管理有限公司 重水堆核电机组燃料通道泄漏定位方法
CN115654382A (zh) * 2022-10-27 2023-01-31 深圳市燃气集团股份有限公司 一种燃气管道泄漏风险等级判定的方法、装置及智能终端

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