JPS61165100A - ガスパイプラインの漏洩検知方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発″明はガスパイプラインにおけるガスの１洩を検
知するガスパイプラインの漏洩検知方法および装置に関
する。

〔従来の技術〕

従来液体輸送パイプラインについては各種の漏洩検知方
法が提唱されているが、液体輸送パイプラインとガスパ
イプラインには以下のような大きなちがいがあるため、
液体輸送パイプラインに対して提唱されている漏洩検知
方法をそのままガスパイプラインに摘要することはでき
ない。

まず、ガスは圧縮性流体であるため、パイプライン内の
ガスのラインパック量にダイナミックな変動がある。こ
のため液体パイプラインでは現われない次のような現象
がみられる。

例えば一端での圧力、流量等の変化の影響が他端に現わ
れるのにかなシ時間がかかる。しかもその影響はパイプ
ライン内を伝播していく途中で減衰・拡散し、かなシな
まった形で到達する。当然ながら両者の同期はとれずま
九単純に一定時間の時間遅れをもって現われるものでは
ない。

次に漏洩発生により生ずる圧力、流量等の変化は液体の
場合に比べてはるかに小さく、また減衰も大きく通常操
業下で常に生じている様々の変動との識別がきわめて困
難である。また変化の伝播していく時間も液体の場合よ
りはるかに遅い。そこでガスパイプラインの漏洩検知の
現状は以下のようである。

従来、ガスの漏洩検知は漏洩したガス成分を直接センナ
で感知するガス検知器を用いた方法が主流でヤード内で
あれば漏洩したガスが浮遊する確本の高い所へガス検知
器を設置し、またガスパイプラインであれば、パルプハ
ウス内へガス検知器を設置、又はガス検知器を備えたパ
トロールカーで巡回して監視しているのが現状である。

また、ガスが漏洩するときに漏洩孔で発する漏洩音を可
搬型のマイクロホンで捕えようとする方法が報告されて
いる。

ガスパイプラインの操業上は発基地、着基地またはパイ
プライン途中の圧力を計測し、その上限、下限設定値と
比較して異常を発見した場合に間接的に漏洩を判断して
いる糧度で、大量の漏洩でなければ検知できないのが通
例である。

また、設定値はオペレータ個人の経験に依存している例
が多い。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の方法では漏洩ガスのセンサによる直
接検知、漏洩音の捕獲の場合検知のために多大の労力を
要し、かつパイプライン全域に連続的な監視がてきない
。また圧力下限値の監視により検知できる漏洩量はきわ
めて大量の漏洩に限られる。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、ガスパイプラインにおけるガスの漏洩を確実に検知
できるようにしたガスパイプラインの漏洩検知方法およ
び装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るガスパイプラインの漏洩検知はガスパイ
プラインに複数個の圧力計を所定間隔を置いて設け、こ
れら圧力計に接続された入力回路で選択された任意の区
間における上流側と′下流側との任意時の圧力勾配とそ
れから所定時間経過時の圧力勾配とを上流側の二つの圧
力計と下流側の二つの圧力計とによってそれぞれ測定さ
れた測定値から二つの演算回路で各々演算し、これら演
算回路が演算した上流側と下流側の任意時の圧力勾配を
二つのメそりに記憶させ、上流側におけるメモリに記憶
された任意時の圧力勾配と所定時間経に記憶された任意
時の圧力勾配と所定時間経過時の圧力勾配とを比較器で
比較してこれら両者の差が≧ぐあるときに１アンド回路
でガスの漏洩があるとして出力信号を出力させるように
構成したもこの発明においては、ガスパイプラインの途
中でガスの漏洩があると、漏洩箇所を中心とした上流側
の管系の圧力勾配は増加し、下流側の管系の圧力勾配は
減少する。そこで任意時とそれから所定時間経過後の圧
力勾配の差（変化量）をそれ、ｔ′１れ検知してガス漏
洩があると判断する。　、　・、〔実施例〕 第１図乃至第７図はこの発明の一実施例を示す図である
。

第１図において、（１）はガスが流れるガスパイプライ
ン、（２ｓ）〜（２Ｂ）はガスパイプライン（１）に所
定間隔を置いて設けられ九圧力計である。

第２図はガスパイプライン（１）Ｋおける各測定箇所８
１〜Ｓｓのガス圧を示すグラフで、横軸にガスパイプラ
イン（１）の長さＬをとシ、縦軸にガスパイプライン（
１）内の圧力をとっている。このグラフから、ガスパイ
プライン（１）内をガスが正常に流れている非漏洩時に
は、ガス圧は流入側から流出側へいくに従い上に凸のカ
ーブを描いて低下していることがわかる。

第３図において、（３）はガスパイプライン（１）の流
入側に設けられた圧力制御弁、（４）はガスパイプライ
ン（１）の流出側に設けられた流量制御弁、（５）はガ
スパイプライン（１）のガス漏洩箇所（５）である。

第４図はガスパイプライン（１）のガス漏洩箇所（５）
からガスが漏洩しているときの各箇所におけるガスの圧
力変化を示すグラフで、横軸にガスパイプライン（１）
の長さをとり、縦軸にガスパイプライン（１）内の圧力
をとっている。グラフ中、実線は非漏洩時の圧力分布を
表わし、破線はガス漏洩時の圧力分布およびその変化を
表わしている。即ち、このグラフから、ガス漏洩箇所（
５）で一番圧力が低下してシシ、上流側では非漏洩時と
圧力勾配が異なっているが、下流側では非漏洩時と比べ
て圧力勾配があまシ異ならないことがわかる。

第５図は流出側に圧力制御弁（４）が設けられているガ
スパイプライン（１）からガスが漏洩しているときの第
４図と同様なグラフで流入側と流出側のいずれも非漏洩
時と圧力勾配が異っていることがわか、る。

第６図はガスパイプライン（１）におけるガスの圧力勾
配を数式で表わす友めの説明図で、図中８１〜Ｓ、はガ
スパイプライン（１）のある一定区間における測定箇所
を示し、Ｓｌを上流側、ｓｓｋ下流側とし、出側に流量
制御弁と設けた場合の各測定箇所Ｓｔ〜Ｓ３の圧力を示
し、実線は非漏洩時の圧力分布、破線はガス１洩時の圧
力分布を示す。

ガスパイプライン（１）におけるり、とＬ２の区間にお
ける圧力勾配はそれぞれ次式で示すことができる。

次に、ガスの漏洩がＳｓの箇所であるとすると、第４図
及び第６図のグラフで明らかなように、Ｌｌの区間では
圧力勾配は大きく変化し、Ｌｔの区間Ｚは圧力勾配はあ
まり変化しないことがわかる。また、ガスの流出側に圧
力制御弁を設けた場合には第５図のグラフから、Ｌｌと
Ｌ２のいずれの区間も圧力勾配かはつきシ変化すること
がわかる。

そこで、Ｌｌおよびり、の区間で任意時とそれから所定
時間が経過した後の圧力勾配に前述のような差が生じた
ときにガスの漏洩があることがわかるから、この区間に
おける任意時とそれから所定時間経過後の圧力勾配の差
を求めることにより、この区間内でのガスの漏洩を検知
できる。

従って、Ｌｌの区間における任意時とそれから所定時間
経過後の圧力勾配の差は、次式で示される。

時間経過後の圧力勾配の差は次式で示さｎる、式（３）
及び（４）よね、Ｌ□の区間におりて任意時の圧力勾配
と、それから所定時間経過時の圧力勾配の差（前者−後
者）がε工り小ζくかつＬ２の区間で任意時と所定時間
経過時との圧力勾配が６以上の条件のときに、亀〜Ｓ１
間でガスが漏洩していると検知でき、前記圧力勾配の差
の絶対値が大きくなればなる程、ガスの漏洩量が多いこ
とがわかる。

圧力勾配の比較方法として第８図のように４つの圧力計
を用い、上流側の２ケの圧力計（２１）、（２＊＞間の
圧力Ｐ１＋Ｐ１の圧力勾配と、下流側の２ケの圧力計（
２ｇ）、（２４）間の圧力ＰＨ＋　Ｐ４の圧力勾配を用
いてこれまでと同様の計算を行なうとこれらにＦｉζま
れる区間Ｌ２の中間で漏洩が発生した場合、よシ精度良
く検知できる。

第７図はこの発明方法を笑施する際に用いられるガス漏
洩検知装置のブロック因である。

このガス漏洩検知装置は、ガスパイプラインにおけるあ
る任意の区間、例えばＳ、〜ｓ３の区間の任意時とそれ
から所定時間経過時との圧力勾配の差を検知し、演算し
てガスの漏洩の信号を出方するものである。

■において（２ｍ）〜（２，）はガスパイプライン（１
）に所定間隔を置いて設けられた５個の圧力計、α論は
圧力計（２，）〜ｔ２．Ｂｘ測定し念測定値が入力され
る入力回路、（２）と（至）は入力回路＜Ｉｌｌからの
アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、
Ｃ１４。

（至）はＡ／Ｄ　変換器（２）、（至）にそれぞれ接続
されたガスの圧力勾配を演算する演算回路、ＱＱ、（ロ
）は演算回路Ｑ４．Ｑ５にそれぞれ接続され九ガスパイ
プライン＜１１の任意時におけるガスの圧力勾配を記憶
しておくメモリー、ｗ、Ｑｌは、演算回路６４　、（２
）とメモ９−Ｑｌ（１７）とくそれぞれ接続され次任意
時とそれから所定時間経過時の圧力勾配の差を検知する
比較器、翰は比較器（至）、（至）Ｉ／ｃ接続ブれ、ガ
スの漏洩を判断するアンド回路、（ハ）はアンド回路に
接続された漏洩信号を出力する出力器である。勾は演算
回路α◆、（２）、メモｖ−ａ＊、（ｔｌ及び比較器（
至）１ｇを含むコンピュータである。

次に、この発明方法によりガスの漏洩を検知する場合に
ついて説明する。

ガスパイプライン（１）のガスの漏洩は上述したガス漏
洩検知装置を用いて行われる。

まず、メモリーａＳ　、（ロ）にガスパイプライン（１
）の任意時における圧力勾配を記憶ζせる。

圧力計（２，）〜（２゜）はガスパイプライン（１）＆
ｃおける５つの測定箇所Ｓ、−Ｓ、Ｉ／ｃ設置さｎてお
り、これらの測定箇所のうち、例えは、ある−足の区間
のＳ、〜Ｓ、の測定箇所を入力回路α℃によって選択さ
せる。そうすると、任意時における鐸１定箇所Ｓ、、Ｓ
。

の圧力計（２，）と（２，）により測定され九圧カの測
定値が入力回路αｎ〕一方のＡ／Ｄ変換器ＣＬ５にアナ
ログ信号で送られると共に測定箇所ｓｔ、ｓｓの圧力計
（２ｙ）、（２ｇ）により測定さｆ’Ｌ九圧カの測定値
が入力回路αりより他方のＡ／Ｄ変換器（至）にアナロ
グ信号で送られる、各Ａ／Ｄ変換器（至）、Ｑ３ではそ
れぞれアナログ信号をデジタル信号に変換し、デジタル
信号を演算回路α４．（至）にそれぞれ送る。−万の演
算回路α４では測定箇所Ｓ、とＳ、との間のガスの圧力
勾配を前述した式（υよシ演算し、もう一方の演算回路
（２）でけ泪１１定箇所Ｓｗ＆Ｓａとの間の圧力勾配を
前述した式（２）よ秒演算する、これら演算回路（１４
”、（至）が演算した任意時における圧力勾配の数値を
メモリαの、（ロ）にそれぞれ記憶させておく・次に、
ガスパイプライン（１）の任意時から所定時間経過した
時の圧力勾配を求め、任意時と所定時間経過時の圧力勾
配の差を求めてガスの漏洩か否かを判断する。

即ち、任意時から所定時間経過した時のガスパイプライ
ン（１）におけるある一定の区間のＳ、〜Ｓ、の測定箇
所を入力回路α１−って選択ζせる。このとき、Ｓ、〜
Ｓ、の測定箇所の間のＳ！でガスの漏洩があつ九とする
と、ガスが漏洩している所定時間経過時における測定箇
所８１　＊　８１の圧力計（２ｍ）と（２，）により測
定された圧力の測定値が入力回路Ｃ１１ｌよね一方のＡ
／Ｄ　変換器ａ３１Ｃアナａグ信号で送られると共に測
定箇所Ｓ２＊Ｓ１の圧力計（２，）と（２，）によね測
定された圧力の測定値が入力回路α３より他力のＡ／Ｄ
　変換器（至）にアナログ信号で送られる。そうすると
、前述と同様に、所定時間経過時の測定箇所８１　＊　
Ｓ１間の圧力勾配が一方の演算回路α噌で演算され、測
定箇所８１　＊　８１間の圧力勾配が他方の演算回路α
りで演算される。そして、これら演算回路◇４゜（２）
がそ几ぞれ演算したガスが漏洩している所定時間経過時
の圧力勾配の数値と任意時のメモ９−Ｑｌ。

（ロ）が記憶した圧力勾配の数値がそれぞｎ対応する比
較器（至）、四に送らｎる。演算回路ａ◆とメモリー住
Ｑが接続された一方の比較器−では測定箇所Ｓ１゜Ｓ３
間の任意時と所定時間経過時の圧力勾配の差を前述した
式（３）で比較して検出し、演算回路部とメモリーａη
が接続これ九他万の比較器（１９では測定箇所８１１８
３間の任意時と所定時間経過時の圧力勾配の差を前述し
た式（４）で比較して検出する。一方の比較器αｅで検
出した圧力勾配の差がεよ郵小ざく、もう−万の比較器
（至）で検出した圧力勾配の差が８以上であるときには
これらの比較器（至）、（至）からの入力信号によって
アンド回路（イ）は出力を生じる、即ち、アンド回路部
でガスの漏洩を判断する。従って、アンド回路−の出力
が漏洩信号として出力器（ロ）に送られる。出力器に）
では漏洩か否かを外部に表示する信号を出力し、その表
示信号は適当なディスプレイで表示される。

なお、この実施例では、ある一定の区間の測定箇所をＳ
、〜Ｓ３の箇所に限って説明したが、入力口イブライン
（１）における任意の一定区間のガスの漏洩を検知でき
ることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、ガスハイプラインに複
数個の圧力計を所定の間隔を置いて設け、ガスパイプラ
インにおける圧力勾配を各圧力計の測定値から求め、ガ
スパイプラインの５つまたは４つの圧力計を有する任意
の区間における上流側の任意時の圧力勾配と所定の時間
経過時の圧力勾配を比較して、両者の圧力勾配の差がく
Ｃであり、且つ下流側の任意時の圧力勾配と所定の時ｒ
＆ｉｌ経過時の圧力勾配を比較して両者の圧力勾配の差
が≧Ｃであるとき、ガス漏洩であると判断するようにし
たので、ガスパイプラインにおけるガス漏洩の際に必ず
生じる圧力勾配の変化を把らえることとなり、従来と異
なシバイブライン全域の連続的な監視が可能となり、確
実にガスの漏洩を検知でき、しかもガスパイプラインに
おける一定区間内でガスの漏洩位置を認識できるという
効果も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すガスノ・イブライン
を示す概略構成図、第２図はガスパイプラインの各箇所
のガス圧を示すグラフ％第６図はガスパイプラインに圧
力制御弁を設は比状態を示す概略構成図、第４図はガス
の済出側忙流量制御升を設けたガスパイプラインの非漏
洩時とガス漏洩時の圧力分布およびその変化を示すグラ
フ、第５図はガスの流出側に圧力制御弁を設は九ガスパ
イプラインの第４図と同様なグラフ、第６図はガスパイ
プラインにおけるガスの圧力勾配を数式で表わすための
説明図、第７図はガス漏洩検知装置のプロツク■で、第
８ｒ！！Ｊは圧力計を４つ用いてこの発明方法によりガ
スの圧力勾配を検知する場合の説明図である。 図において、（Ｉ）はガスパイプライン、（２１）〜（
２１）は圧力計である。 なお各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　弁理士　木　村　三　朗 第１図 第２図 ５１　　５２　５３　５４　５５　　Ｌ第３図 １、事件の表示 特願昭５９−２７５２５６号 ２、発明の名称 ガスパイプラインの漏洩検知方法および装置３、補正を
する者 事件との関係　　特　許　出願人 翫ｙ　　（４１２）日本鋼管株式会社 ４、代理人 ｉ、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄及び図面＆　補正の
内容 （１）明細書第３頁第８行の「摘要」を「適用」と補正
する。 （２）同第３頁第２０行及び第４頁第１行の「また減衰
も大ぎく」を削除する。 （３）同第６頁第８行の「〉ε」を「〈ε」と補正する
。 （４）同第８頁第１９行の「・・・とする。」の後に下
記の文を加入する。 記 「勿論、Ｓ、がガスの漏洩箇所と一致する必要はなり、
８１〜Ｓ３間に漏洩箇所がある場合、同様のことが言え
る。」 （５）図面の第４図及び第６図を補正図面の如く補正す
る。 以上 口、□

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガスパイプラインに複数個の圧力計を所定の間隔
   を置いて設け、ガスパイプラインにおける圧力勾配を各
   圧力計の測定値から求め、ガスパイプラインの三つまた
   は四つの圧力計を有する任意の区間における上流側の任
   意時の圧力勾配とそれから所定の時間経過時の同一区間
   の圧力勾配を比較所定の値εに対し、 して両者の圧力勾配の差（前者−後者）が所定の値εに
   対し、＜εであり、且つ下流側における同様の圧力勾配
   の差が≧εであるとき、ガス漏洩であると判断するよう
   にしたことを特徴とするガスパイプラインの漏洩検知方
   法。
2. （２）ガスパイプラインに所定間隔を置いて設けられた
   複数の圧力計と、圧力計の測定値が入力回路と、入力回
   路で選択された任意の区間における上流側の任意時の圧
   力勾配とそれから所定時間経過時の圧力勾配をそれぞれ
   演算する第１の演算回路と、該演算回路の演算した任意
   時の圧力勾配を記憶する第１のメモリと、下流側の任意
   時の圧力勾配とそれから所定時間経過時の圧力勾配をそ
   れぞれ演算する第２の演算回路と、該演算回路の演算し
   た任意時の圧力勾配を記憶する第２のメモリと、前記第
   １のメモリの記憶した任意時の圧力勾配と前記第１の演
   算回路が演算した圧力勾配とを比較する第１の比較器と
   、前記第２のメモリの記憶した任意時の圧力勾配と前記
   第２の演算回路が演算した圧力勾配とを比較する第２の
   比較器と、該第１の比較器が比較した圧力勾配の差が所
   定の値εに対し、＜εで、第２の比較器が比較した圧力
   勾配の差が所定の値εに対し、＜εであるときに、ガス
   の漏洩であると判断して出力信号を出力するアンド回路
   とからなることを特徴とするガスパイプラインの漏洩検
   知装置。