流体输送管道的泄漏检测与定位

作者:王桂增、叶昊

丛书名:清华大学学术专著

定价:39.5元

印次:1-1

ISBN:9787302204435

出版日期:2010.01.01

印刷日期:2010.01.11

图书责编:王一玲

图书分类:零售

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使用管道运输流体是一种经济、方便的运输方式,在石油、天然气以及其他流体输送中占有重要的地位。及时对流体输送管道的泄漏进行检测和泄漏点的定位,防止泄漏事故的进一步扩大,具有重要的经济意义和社会效益。自20世纪80年代初以来,作者所在科研组在液体输送管道的泄漏检测和定位方法方面进行了系统、深入的研究,取得了丰富的理论研究成果,并研究和开发出了液体输送管道泄漏 检测系统,对我国在这一领域的研究和应用起到了促进作用。 本书从动态模型的建立、状态估计、信号处理和模式识别等方面全面和系统地介绍了液体输送管道的泄漏检测和定位方法,并从应用的角度简要介绍了泄漏检测系统的组成,探讨了系统的性能评价指标。 本书是作者和研究生20多年来在液体输送管道的泄漏检测与定位方面的研究和应用成果的总结与提炼,对广大从事油气储运及其自动化的工程技术人员和高等院校相关专业的教师、研究生均具有参考价值。所介绍的方法对其他领域从事自动化和技术系统故障诊断研究的工程技术人员、高等学校的教师与学生也具有参考价值。

使用管道运输流体是一种经济、方便的运输方式,在石油、天然气以及其他流体输送中占有重要的地位。但是由于管道设备老化、地理条件的变化(如滑坡、地震等)以及人为破坏等原因,管道泄漏事故经常会发生。 管道一旦出现泄漏,不仅会因流体的流失造成直接经济损失和环境污染,严重情况下,还可能发生爆炸和引起火灾,造成设备损坏和人员伤亡。因此,及时对流体输送管道的泄漏进行检测和泄漏点的定位,防止泄漏事故的进一步扩大,具有重要的经济意义和社会效益。 20世纪80年代初,在方崇智教授的领导下,清华大学自动化系成立了从事故障诊断方法和应用研究的科研小组,作为研究课题之一,开始长距离液体输送管道的泄漏检测与定位方法的研究,并在实验室建立了液体输送管道泄漏检测与定位模拟试验台。20多年来,作者所在的科研组在国家自然科学基金和国家863项目的支持下,在液体输送管道的泄漏检测与定位方法方面进行了系统和深入的研究,取得了丰富的理论研究成果。在理论研究和模拟装置实验研究的基础上,1991年与东北输油局沈阳管道设计研究院合作,在新民站-黑山站之间的输油管道上进行了国内首次输油管道泄漏检测与定位方法的工业性试验,取得了较为满意的结果。90年代中期,科研组开始研究和开发液体管道计算机泄漏检测系统,并相继在一些输油管道上应用,取得明显的经济效益和社会效益,对我国液体输送管道的泄漏检测与定位方法的研究和应用起到了促进作用。 本书以3篇11章的篇幅,从动态模型的建立、状态估计、信号处理和模式识别等方面全面和系统地介绍了液体输送管道的泄漏检测与定位方法,并从应用的角度简要地介绍了泄漏检测系统的组成,探讨了系统的性能评价指...

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第1章绪论

1.1管道泄漏检测的意义

1.2流体输送管道泄漏检测方法概述

1.2.1外部环境检测

1.2.2管壁状况检测

1.2.3管内流动状态检测

参考文献

第一篇基于模型的泄漏检测与定位方法

第2章液体管道的动态模型与仿真

2.1管内瞬态流动的基本方程

2.1.1动量方程

2.1.2连续性方程

2.1.3能量方程

2.1.4状态方程

2.2液体管道模型及其特征线解法

2.2.1液体管道模型

2.2.2特征线解法

2.2.3有限差分方程

2.2.4边界条件

2.2.5分叉连接

2.3瞬变流能量损耗对仿真的影响

2.3.1管道切应力模型

2.3.2管道拟二维模型和二维模型

2.3.3能量损耗对管道仿真的影响

2.4泄漏仿真

2.4.1泄漏量大小的影响

2.4.2泄漏位置的影响

2.4.3泄漏形成时间的影响

2.5基于实时模型的泄漏检测

2.5.1基于直接比较的泄漏检测方法

2.5.2基于修正项的质量/流量平衡方法

2.6瞬变流计算中的几个问题

2.6.1插值问题

2.6.2流动参数的确定

2.6.3管道入口段的流动问题

2.6.4管道高程差的问题

参考文献

第3章基于

状态估计的泄漏检测与定位

3.1Kalman滤波的基本原理

3.2管道状态方程的建立

3.3自适应Kalman滤波

3.4基于Kalman滤波的泄漏检测...