城市天然氣管網(wǎng)泄漏檢測(cè)與定位技術(shù)研究

【摘要】：隨著環(huán)境污染的加重，人們開始尋找?種清潔、高效的新能源。天然氣開始進(jìn)入了人們的視線，日益受到國(guó)內(nèi)、外的關(guān)注。天然氣的主要運(yùn)輸手段是管道，由于其具有易燃易爆特性，管道的安全性就顯得非常重要127】。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，城市天然氣管網(wǎng)也在飛速發(fā)展。天然氣的泄露檢測(cè)與排除就顯得尤為重耍。而城市燃?xì)夤芫W(wǎng)位于復(fù)雜多變的噪聲環(huán)境中，具有壓力低，多分支，多附件的特點(diǎn)，這就決定了其泄漏檢測(cè)定位的難度很大[541。天然氣管道的泄露檢測(cè)與定位成為智慧城市天然氣管網(wǎng)運(yùn)行中亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。本研宄將廣義聲發(fā)射理論與混沌理論相結(jié)合，應(yīng)叫于城市天然氣管網(wǎng)的泄漏檢測(cè)及定位。廣義聲發(fā)射[471是近些年發(fā)展起來的一個(gè)理論，用于研宄管壁中由泄油引發(fā)的應(yīng)力波特性，該理論認(rèn)為泄漏引發(fā)的信號(hào)是連續(xù)信號(hào)，可以對(duì)其進(jìn)行連續(xù)捕捉，不必?fù)?dān)心因錯(cuò)過時(shí)間而漏檢。該特性是其與常規(guī)負(fù)壓波理論的最大K別。基于混沌弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)是信號(hào)處理領(lǐng)域中嶄新的手段。本文融合聲發(fā)射理論與混沌理論在天然氣管網(wǎng)泄露的研究中，完成了以下主要工作與成果： 1)根據(jù)聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)，組建了天然氣管道泄漏檢測(cè)模擬系統(tǒng)，該系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集版、聲發(fā)射傳感器以及管道等組成。 2)采用廣義聲發(fā)射理論解釋管壁屮由泄制引發(fā)的應(yīng)力波現(xiàn)象，根據(jù)此理論研究了城市天然氣管網(wǎng)屮、低壓燃?xì)夤艿佬孤┬盘?hào)的特點(diǎn)； 3)在混沌理論的駐礎(chǔ)上，依據(jù)混沌系統(tǒng)對(duì)同頻率的微弱周期信號(hào)極其敏感，對(duì)噪聲信號(hào)具有很強(qiáng)的免疫力的特性，研究了天然氣管道強(qiáng)噪聲中周期弱信號(hào)的檢測(cè)方法’實(shí)現(xiàn)了在復(fù)雜多變的環(huán)境噪聲中管道泄漏信號(hào)的檢測(cè)； 4)根據(jù)單點(diǎn)泄漏模型以及互雙譜理論,設(shè)計(jì)了實(shí)現(xiàn)天然氣單點(diǎn)泄漏的定位方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法的正確性及在程上的可行性。該理論對(duì)檢測(cè)范圍存在單個(gè)泄漏點(diǎn)情況的檢測(cè)及定位具有很髙的應(yīng)用價(jià)值。 通過大量現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)以及仿真結(jié)果表明：混沌檢測(cè)技術(shù)可以有效地在復(fù)雜多變的城市環(huán)境噪聲中，實(shí)現(xiàn)城市中壓及低壓燃?xì)夤芫W(wǎng)的泄漏檢測(cè)。將互雙譜理論運(yùn)用到城市地下燃?xì)夤芫W(wǎng)的泄漏定位中，可以有效地避免信號(hào)因噪聲互相關(guān)而定位不準(zhǔn)確的問題。結(jié)果表明該方法可以較準(zhǔn)確的對(duì)管網(wǎng)的泄漏點(diǎn)進(jìn)行定位，且定位精度較高。 【關(guān)鍵詞】：城市地下燃?xì)夤芫W(wǎng) 泄漏檢測(cè) 泄漏定位 雙譜
【學(xué)位授予單位】：上海師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TU996
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 天然氣管道泄漏檢測(cè)技術(shù)的研究背景11-14
• 1.1.1 發(fā)展中的天然氣干線建設(shè)11-13
• 1.1.2 城市天然氣管網(wǎng)的建設(shè)13-14
• 1.2 城市天然氣管網(wǎng)供氣系統(tǒng)14-17
• 1.2.1 城市天然氣管網(wǎng)供氣系統(tǒng)14-15
• 1.2.2 城市燃?xì)夤艿赖男孤?/span>15-17
• 1.3 天然氣管道泄漏特點(diǎn)及相應(yīng)的檢測(cè)技術(shù)17-23
• 1.3.1 天然氣管道泄漏的特點(diǎn)17-18
• 1.3.2 天然氣管道的泄漏檢測(cè)技術(shù)18-19
• 1.3.3 國(guó)外比較先進(jìn)的天然氣管道泄漏檢測(cè)技術(shù)19-20
• 1.3.4 發(fā)展中的城市天然氣管道檢測(cè)與防護(hù)技術(shù)20-23
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容23-24
• 第二章 泄漏聲波的產(chǎn)生及傳播理論24-31
• 2.1 氣體泄漏模型24-25
• 2.2 泄漏聲波的產(chǎn)生原理25-27
• 2.3 連續(xù)聲發(fā)射信號(hào)的表征參數(shù)27-28
• 2.4 圓管中的波傳播理論28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-31
• 第三章 基于混沌理論的泄漏信號(hào)檢測(cè)技術(shù)31-45
• 3.1 基于混沌理論的弱信號(hào)檢測(cè)方法31-40
• 3.1.1 混沌理論介紹31-32
• 3.1.2 Duffing 方程的混沌特性32-35
• 3.1.3 基于 Duffing 混沌振子檢測(cè)微弱周期信號(hào)頻率的原理35-38
• 3.1.4 Duffing 振子陣列的設(shè)計(jì)38-39
• 3.1.5 Duffing 振子陣列檢測(cè)微弱正弦信號(hào)頻率的具體步驟39-40
• 3.2 燃?xì)夤芫W(wǎng)的泄漏檢測(cè)40-44
• 3.2.1 檢測(cè)系統(tǒng)中的傳感器的選擇40-41
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集41-43
• 3.2.3 燃?xì)庑孤稒z測(cè)的過程43-44
• 3.3 本章小結(jié)44-45
• 第四章 天然氣管網(wǎng)泄漏定位的研究45-63
• 4.1 單點(diǎn)定位模型45-47
• 4.2 單點(diǎn)泄漏定位基本原理47-61
• 4.2.1 互相關(guān)定位方法47-52
• 4.2.2 互雙譜定位法52-61
• 4.3 天然氣管網(wǎng)泄露定位的試驗(yàn)研究61-62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 第五章 總結(jié)與展望63-65
• 5.1 論文主要完成的工作63-64
• 5.2 論文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)64
• 5.3 進(jìn)一步的研究計(jì)劃64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果70

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吐哈油田天然氣管網(wǎng)改造設(shè)計(jì)完成    記者 許忠特約記者 趙宏 通訊員 邱淑媛

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山東天然氣管網(wǎng)——站場(chǎng)設(shè)計(jì)方案確定    記者 孫兆光　通訊員 王大治

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大型天然氣管網(wǎng)仿真技術(shù)取得重大突破    何兵

全力加快天然氣管網(wǎng)建設(shè)和利用 促進(jìn)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)快速增長(zhǎng)造福人民    記者 李冬明

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大型天然氣管網(wǎng)仿真計(jì)算引擎的研究與實(shí)現(xiàn)    鄭建國(guó)

關(guān)于城市天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法研究    杜曉春

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上海松江地區(qū)天然氣管網(wǎng)配送系統(tǒng)規(guī)劃研究    張彥

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川渝天然氣管網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)研究    陶宏偉

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