油气管道两相泄漏检测方法及其优缺点
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油气管道两相泄漏检测方法及其优缺点
现有的检测方主要分为基于外部设备的检测方法以及基于内部参数分析的检测方法。
基于外部的检测方法主要依赖于附加于管线之外的检测设备，主要包括光纤传感 器检测法、气体检测法、音波法、土壤检测法、红外摄像检测法、超声流量计检测法等；
基于内部的检测方法以分析流体流动参数变化为基础，主要包括流量守恒法、压力点分 析法、实时瞬态模型法、统计决策法、负压波法等。基于内部的泄漏检测方法可以在现有的管线上进行作业实施，直接利用 SCADA 系 统采集到的现场数据，如基于体积平衡及压力/流量变化率的检测方法就是直接利用 SCADA 系统的数据进行分析。内部检测方法的缺点是在处理瞬变状态或松弛流动状态 的流动时较为困难。内部检测方法的检测精度通常低于外部检测方法，其精度取决于管 道上仪器和通信设备的性能。 基于外部的泄漏检测方法通常对泄漏判断及定位有较高的准确性和精确度，并且可以检测缓慢泄漏和微小泄漏。但是其缺点是在在运管线上直接安装电缆或测试管等检测 设备非常困难；传感器和红外摄像机等设备只能检测可传感距离或视距范围之内的管线 泄漏情况。因此，大多数基于外部的检测方法只能对管线进行常规检测而不是连续监测， 泄漏发生时不能及时被发现，直到下一次常规检测才能被检测到。
通过分析多相流管线检漏技术的难点并比较现有各泄漏检测方法优缺点与适用条件，可知可以应用于多相流管线的检漏方法主要有实时瞬态模型法、负压波法、压力点 分析法、气体检测法、土壤检测法、成分分析法与光纤传感器检测法等，其各自的优缺点如下。
1.实 时 瞬 态 模 型 法
原理：建立管内流体瞬变流动模型，比较管内流动变化实测值与计算值，差值大于设定阈值时则为泄漏。
优点：1) 成本相对经济，应用广泛； 可以检测长距离管线；
2) 可同时监测管线压力分 布、跟踪介质批次、组分、清管器等；
3) 可确定泄漏位置和泄漏大小。
缺点：1) 检测精度依赖于仪器仪表、 SCADA系统以及通信系统的性能；
2) 误报率较高；
3) 检测效果受流体特性的影响大；
4) 需要管线、设备、流体大量数据
2.负 压 波 法
原理：泄漏导致管线压力降低，传感器采集压力信号突变，从而判断泄漏并定位。
优点：1) 原理简单、无复杂的数学模型；
2) 安装成本低；
3) 受流动介质特性的影响小，；
4) 泄漏定位精确；
5) 不受环境条件的影响。
缺点：1) 如果不进行优化会造成误报；
2) 需要高速采样和通信设备；
3) 不能直接计算泄漏大小；
4) 适用于突发性的泄漏事故， 对缓慢渗漏可能会产生漏报；
5) 管线、设备噪声会对检测造成干扰，使得泄漏阈值较高。
3.压 力 点 分 析 法
原理：传感器检测流体压力和流量的变化情况，与正常运行数据对比，从而判断泄漏的发生。
优点：1) 原理简便、操作方便；
2) 适用于气、液体及多相流管线；
3) 适用于海底及极地等恶劣环境；
4) 与流量守恒法结合可提高准确性。
缺点：1) 管线瞬态操作对检测影响较大；
2) 无法计算泄漏量；
3) 多相流动、设备噪声对压力信号产生干扰
4.气 体 检 测 法
原理：平行于管道敷设传感器管，传感器管收集管线泄漏出的碳氢化合物，当检测气体的成分发生 变化时则判断为泄漏。
优点：1) 不需要建立复杂的管道模型，不依赖压力或者体积监控；
2) 检测精度高，检测范围广；
3) 该系统可承受较大的静水压力，可用于浅水管道。
缺点：1) 传感器管建设投资高；
2) 检测响应速度慢；
3) 要 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 传感器检测法，通过光纤特性的改变判断泄 漏的发生。
优点：1) 检测灵敏、测量准确度高；
2) 可实现信号远传，抗电磁干扰性强、信号衰减小；
3) 耐腐蚀、体积小、易于安装埋设。
缺点：1) 安装成本高，目前尚无商业应用；
2) 对在运管线施工不便，只能用于新建管线。
总结
各种泄漏检测方法各有优缺点，且各有不同的管道适用条件，在选择合适的管道泄漏检测系统应从检测能力、经济、施工等多个方面进行衡量，主要的性能评价指标有：准确度、灵敏度、定位精度、误报率、失报率、检测时间、检测范围、适应能力、经济成本等参数。评价一个泄漏检测系统的优劣、选择合适的泄漏检测系统时要综合各个指标进行分析考虑。
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