随着现代工业的飞速发展,以及石油、天然气能源的开发,使长输管道有着十分广阔的发展前景。但近些年来,管道泄漏事故频繁发生,原油管道运输中的泄漏事故不仅损失物质和污染环境,还有可能带来重大的人身伤亡。为保障管道安全运行和将泄漏事故造成的危害减少到最小,需要研究泄漏监测技术以获得更高的泄漏监测灵敏度和更准确的泄漏点定位精度。 管道泄漏监测是多领域、跨学科的课题,涉及到管道流体力学、热力学、传感技术、微弱信号检测和信号处理等多个学科。本文根据专业特点,从管道中的流体动力学模型分析出发,以水为输送介质进行了模型试验和数据分析,进而对输水管道进行了泄漏报警和泄漏点定位的研究,综合运用了瞬态识别和稳态定位的方法。还根据原油和水在某些物理特性上的相似性,对输油管道的泄漏识别进行比拟;并在漏点定位时考虑了油的热力学特性,提高了不等温长输油管道的定位精度。具体进行了以下几个方面的工作: 1 根据管道中流体的动力学模型,分析了管道运行中常见过渡流:上下游阀门开启和关闭以及泄漏时瞬变过程的数值解法,用编制的计算程序仿真分析发生各种过渡流时管线压力和流量的时程曲线,对泄漏监测具有指导意义; 2 在水力学实验室进行了为期一年的物理模型试验,分别针对10m和60m长的输水管道进出口及沿程压力脉动特性、过渡流时进出口水力参数变化等问题进行了详细的试验和数据分析; 3 根据对试验中水力参数的统计特性分析结果,论述了SPRT法对过渡流的识别和压力梯度法进行漏点定位在输水管道中的应用,并在试验管道中得以验证,收到较好的效果; 4 针对我国长距离输油管道采用的输送方式给泄漏监测带来的问题,考虑了输送过程中油和水不同的物理特性,将瞬态识别和稳态定位的思路应用到输油管道中,并对不等温输油时的过渡流进行了数值仿真和漏点定位。 本文综合运用了模型试验和数值计算的方法对输液管道泄漏监测方法进行了较全面的分析,得到了瞬态识别和稳态定位的监测方法,该方法简单易行并且造价低对长距离输液管道的泄漏监测非常实用。