天然氣長輸管道泄漏檢測與定位方法研究

【摘要】：長輸管道以高效、便捷、環(huán)保等特點已成為與鐵路、公路、航空、水運并行的大運輸手段之一。然而由于不可避免的老化、腐蝕及人為損壞等原因,管道泄漏頻發(fā)生,所產(chǎn)生的經(jīng)濟損失和環(huán)境污染也十分嚴重。因此管道泄漏的實時檢測已為世界重要的研究課題。由于基于硬件的方法不能連續(xù)檢測,而基于單一檢測方的軟件系統(tǒng)在檢測的實時性、可靠性、精確性、靈敏性等綜合性能很難達到令人意的效果,因此近年來隨著SCADA系統(tǒng)在油氣管道行業(yè)的廣泛應用,基于信息理的多種檢測方法復合的軟件技術已成為學術界關注的熱點和發(fā)展的潮流。本文前期研究工作的基礎上,針對存在的一些問題,主要進行了以下工作。 首先針對管道泄漏時所采集的含噪聲的負壓波信息,提出了一種基于小波變換術的自適應濾波算法,通過逐層的白化檢驗和選取一個有效門限閾值的規(guī)則,自應地確定小波消噪的分解層數(shù)和各層的門限閾值并濾波,仿真結(jié)果表明該方法不具有良好的濾波效果,而且可以加快響應速度。 其次針對小波變換技術對壓力信號奇異點過于敏感,易產(chǎn)生誤報警的問題,基動態(tài)質(zhì)量平衡原理,利用序貫概率比檢驗方法,在確保泄漏檢測的誤報率和漏報性能要求的情況下,使檢驗樣本個數(shù)最小;文中還對序貫概率比檢驗方法(SPRT)的延遲問題,采用了相應的補償算法,從而提高了泄漏檢測速度,縮短了響應時;針對泄漏量未知或估計不夠精確的問題,提出了利用多個SPRT并行檢漏的設,仿真證明了其可能性和有效性。 最后針對負壓波定位公式中管道傳輸介質(zhì)采用平均流速影響定位精度的問題,出了一種變介質(zhì)平均流速的循環(huán)迭代算法,仿真結(jié)果表明此算法較原算法定位精有所提高。 【關鍵詞】：長輸管道 泄漏檢測與定位 小波變換 動態(tài)質(zhì)量平衡 序貫概率比檢驗 MATLAB
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：TE973.8
【目錄】：

• 第一章 緒論6-18
• 1.1 管道運輸?shù)陌l(fā)展與現(xiàn)狀6
• 1.2 管道運輸中存在的問題及泄漏自動檢測與定位的必要性6-8
• 1.3 國內(nèi)外管道泄漏技術檢測技術發(fā)展現(xiàn)狀8-16
• 1.3.1 國內(nèi)外管道泄漏檢測與定位幾種主要方法8-10
• 1.3.2 管道泄漏檢測各種分類方法10
• 1.3.3 管道泄漏檢測與定位系統(tǒng)的性能指標10-11
• 1.3.4 管道泄漏檢測與定位方法11-16
• 1.4 本文主要工作內(nèi)容和研究的意義16-18
• 1.4.1 本文主要工作內(nèi)容16
• 1.4.2 本課題研究意義16-18
• 第二章 小波變換法用于泄漏檢測與定位技術研究18-30
• 2.1 多尺度分析19-20
• 2.2 利用連續(xù)小波變換檢測信號的奇異性20-24
• 2.2.1 信號的奇異性與局部正規(guī)性的度量20-21
• 2.2.2 信號消噪的基本思想21-22
• 2.2.3 利用小波技術捕捉負壓波信號的奇異點22-24
• 2.3 小波消噪法應用中分解層數(shù)及閾值的確定24-28
• 2.3.1 小波軟門限去噪方法24
• 2.3.2 離散序列的白化檢驗24-25
• 2.3.3 門限閾值的選取25
• 2.3.4 算法描述25-26
• 2.3.5 數(shù)字仿真與結(jié)論26-28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 第三章 SPRT檢驗法在管道泄漏檢測中的應用30-42
• 3.1 故障統(tǒng)計檢測原理30-35
• 3.1.1 二元假設檢驗30-32
• 3.1.2 數(shù)據(jù)窗檢驗32-34
• 3.1.3 序貫概率比檢驗34-35
• 3.2 SPRT檢驗法在管道泄漏檢測中的應用35-36
• 3.2.1 應用原理35-36
• 3.3 序貫概率比檢驗延遲的補償方法36-38
• 3.4 數(shù)據(jù)窗寬度的選擇及應用分析38-41
• 3.4.1 數(shù)據(jù)窗寬度的選擇38-39
• 3.4.2 應用分析39-40
• 3.4.3 多SPRT應用實例分析40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第四章 循環(huán)迭代算法在管道檢漏與定位中的改進42-49
• 4.1 循環(huán)迭代算法的提出與實現(xiàn)原理42-43
• 4.2 氣體流速u的改進43-46
• 4.2.1 質(zhì)量流量G44
• 4.2.2 氣體壓縮因子Z44-45
• 4.2.3 輸氣管道沿線的溫度(T)分布45
• 4.2.4 輸氣管道沿線的溫度(P)分布45-46
• 4.3 負壓波定位公式及循環(huán)迭代算法的改進46-47
• 4.3.1 負壓波定位公式的改進46-47
• 4.3.2 循環(huán)迭代算法的實現(xiàn)47
• 4.4 氣體流速及改進的循環(huán)迭代算法仿真分析47-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 第五章 結(jié)論與展望49-51
• 參考文獻51-55
• 致謝55-56
• 在讀期間發(fā)表的論文56

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