文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
天然气长输管道泄漏检测与定位方法研究——基于小波分析与
SPRT法
姓名:朱芸
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:李炜
20050501
摘要长输管道以高效、便捷、环保等特点已成为与铁路、公路、航空、水运并行的五大运输手段之一。然而由于不可避免的老化、腐蚀及人为损坏等原因,管道泄漏频频发生,所产生的经济损失和环境污染也十分严重。因此管道泄漏的实时检测已成为世界重要的研究课题。由于基于硬件的方法不能连续检测,而基于单一检测方法的软件系统在检测的实时性、可靠性、精确性、灵敏性等综合性能很难达到令人满意的效果,因此近年来随着低吃谟推艿佬幸档墓惴河τ茫谛畔处理的多种检测方法复合的软件技术已成为学术界关注的热点和发展的潮流。本文在前期研究工作的基础上,针对存在的一些问题,主要进行了以下工作。首先针对管道泄漏时所采集的含噪声的负压波信息,提出了一种基于小波变换技术的自适应滤波算法,通过逐层的白化检验和选取一个有效门限阈值的规则,自适应地确定小波消噪的分解层数和各层的门限闽值并滤波,仿真结果表明该方法不仅具有良好的滤波效果,而且可以加快响应速度。其次针对小波变换技术对压力信号奇异点过于敏感,易产生误报警的问题,基于动态质量平衡原理,利用序贯概率比检验方法,在确保泄漏检测的误报率和漏报率性能要求的情况下,使检验样本个数最小;文中还对序贯概率比检验方法中的延迟问题,采用了相应的补偿算法,从而提高了泄漏检测速度,缩短了响应时问;针对泄漏量未知或估计不够精确的问题,提出了利用多个并行检漏的设想,仿真证明了其可能性和有效性。最后针对负压波定位公式中管道传输介质采用平均流速影响定位精度的问题,提出了一种变介质平均流速的循环迭代算法,仿真结果表明此算法较原算法定位精度有所提高。序贯概率比检关键词:长输管道泄漏检测与定位小波变换动态质量平衡验
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第一章绪论管道运输的发展与现状管道运输中存在的问题及泄漏自动检测与定位的必要性成品油管道万公里,天然气管道蚬ɡ铮⑶乙悦磕—蚨喙ɡ锏乃俣现代管道运输是‘种新兴的、经济的运输方式,尤其在输送气体、液体、浆体等散装物品方面具有天然优势。,%的土地可恢复使用:第三,运输过程可实现完全密闭化,效率高,损有平稳连续,安全性好,运输量达,质量易保汪,物料损失小以及占地少,运费低运输自七十年代初进入了高速发展的时期,逐步建成了东北、华北、华东地区三个区域性输油网络。年以后又相继建成了濮临线、中洛线、中丌线、中沧线等输六个区域性输气管网,待管道建成后,把这些管道所在的区域性管网连接起来,总管网将覆盖个省市自治区,形成产、运、储、配、销五位一体。虽然我国管道运输业已有了较大发展,长输管道建设已初具规模,但与一些发达国家相比,尚有一定的距离。到年底捧夜ぞ嗬牍艿朗鞘澜缱艹ざ鹊/,美国的樟5膖/,美国的管道运输量占全国货运周转量%,而我国仅占プ笥摇Z迳系恼庑┓治鼍砻鳎夜墓艿涝耸涔ひ荡τ谝桓黾瘸渎又富有挑战的新时期,必将随着国民经济的持续快速发展而大有可为。仅会造成经济上的损失,而且会污染环境,甚至引起火灾和爆炸。世界上管道工业段并经历不同恶劣环境的考验是在世纪年代之后。经过一百多年的发展,管与其他几利耸浞绞脚锉龋艿朗渌途哂型怀龅挠诺悖旱谝唬纱蟠蠹跎僮T嘶蛔环节,实现连续运输,运量大、效率高,可避免空车返回的运力浪费并且易于实现自动化管理;第二,管道建设投资省、见效快、占地少,与建发同样长度的铁路相比,管道建设的周期和费用均不到铁路的,占地只有铁路的,并且管道建成第四,可适应各种复杂地形、地貌和气候条件。出于管道输送在运送油气物料时具等特点,已成为尤其运输的首选方式目前,世界上主要管道干线已达蚨喙ɡ铮渲性凸艿蚨喙ɡ铮我国的管道运输也是随着石油工业的发展而发展起来的。五十年代束,全国只很少儿条原有短距离管道。随着大庆、胜利、辽河、华北等油呢⒎ⅲ夜艿汕于线。到年术,我国输油和输气管道总长度已达到郑渲性管道公罩,天然气管道公里,全年输送原油亿吨,天然气诹方米。随着国家四大世纪工程纤钡鳌⑽髌洹⑽鞯缍汀⑶嗖靥的进一步实施,年以前。在“西气东输”工程方面,我国将新建六条天然气管道,形成然而,由于运行时间的延长,管壁受到冲刷腐蚀剂人为破坏等原因,管道泄漏事故频频发生,给人民的生命财产安全造成了巨大的威胁。尤其是管道泄漏后,不史大量的数据表明,管道同世界上其他事物一样,事故的发生都有称为“浴缸效应”的一般规律‘⋯。冈的“浴缸效应”事故概率曲线表明:在整个管道寿命区内都有事故发生,道运输也已成为与铁路、公路、航空、水运并行的五大运输手段之一耗低,燃料消耗是铁