非金属天然气管道泄漏试验系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种非金属天然气管道泄漏试验系统，包括呈U形状的主管道，第一支管以及第二支管，主管道的两条直段上及顶端处分别设有模拟泄漏点的放散口，主管道的起点段和终点段分设有次声波传感器、压力传感器和涡轮流量计，第一支管上分设有涡轮流量计和压力传感器，第二支管上设有压力传感器，主管道的两条直段上的放散口处设有涡轮流量计，主管道顶端处的放散口处设有压力传感器。本实用新型专利技术利用次声波传感器捕获泄漏时喷射出的介质与破损的管壁高速摩擦形成的振动信号，将其传输至远程PC端，通过进一步的信号分析处理能够验证管道是否发生泄漏，并准确计算出泄漏位置。

Leakage test system of nonmetal natural gas pipeline

【技术实现步骤摘要】
非金属天然气管道泄漏试验系统
本技术涉及然气输送
，尤其是一种非金属天然气管道泄漏试验系统。
技术介绍
随着城市天然气应用的不断发展，城市埋地天然气管网越来越密集，尤其是非金属然气管道的使用，相应地管道腐蚀、老化等问题逐渐显现，管道泄漏事故时有发生，给城市公共安全带来较大的隐患。通常而言，在发生火灾、爆炸事故然气管道之前，然气管道已经存在一段时间的泄漏现象，而实际状况是未导致火灾、爆炸的管道泄漏事故发生次数相对更多，不仅造成巨大的能源浪费，而且对城市环境产生严重的污染。因此，有必要能及时发现管道上存在泄漏点，及时补漏，避免事故发生。由于城市管道多埋地敷设，不易及时发现管道泄漏点，更不便测量管道泄漏的泄漏量、泄漏速度等参数变化。为此有必要建立一套模拟城市天然气管道泄漏的试验系统，以便有效及时地发现然气管道上存在的泄漏点并加以定位，使其得到快速修复，确保然气输送安全性。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本技术提供一种非金属天然气管道泄漏试验系统，以探索实时模型法和次声波在非金属然气管道泄漏检测定位方面的应用。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种非金属天然气管道泄漏试验系统，包括呈U形状的采用PU管埋设的主管道，主管道的直段之间连接有第一支管，第一支管与主管道顶端之间连接有第二支管，位于主管道的两条直段上及顶端处分别设有模拟泄漏点的放散口，所述的主管道的起点段和终点段分设有次声波传感器、压力传感器和涡轮流量计，第一支管上分设有涡轮流量计和压力传感器，第二支管上设有压力传感器，位于主管道的两条直段上的放散口处设有涡轮流量计，位于主管道顶端处的放散口处设有压力传感器。为模拟城市多管道状况，所述的试验系统包含三条试验管路，其一是由整个主管道直接形成的管路，其二是由流向为主管道、第一支管、第二支管、主管道的管路所形成，其三是由整个主管道加上连通的第一支管和第二支管的管路所形成，所述的试验管路被埋置于砖砌回型凹槽内，填埋介质为沙子，试验管路的管径为63mm。进一步地，所述的第一支管设有两套涡轮流量计和压力传感器，两套涡轮流量计和压力传感器分别位于与第二支管相接处两侧的第一支管上。为方便试验不同压力下管道泄漏状况，所述的放散口上设置有可调节开度的泄漏阀。本技术的有益效果是：本技术在传统压力传感器、涡轮流量计基础上，通过对压力、流量的规律分析判断管道是否发生泄漏，并进行划分泄漏初定位范围；然后在主管道进出气两端分别设置次声波传感器的方法捕获泄漏信号，当管道发生泄漏时，管内介质在压力的作用下迅速涌向泄漏处并喷射而出，喷射出的介质与破损的管壁高速摩擦形成振动，该振动以次声波的形式向管道两端传播，安装在管道两端的次声波传感器捕获该信号，并将其传输至远程PC端，通过进一步的信号分析处理能够验证管道是否发生泄漏，并准确计算出泄漏位置。附图说明下面结合附图和实施方式对本技术进一步说明。图1是本技术的结构示意图。图中：1.主管道，2.第一支管，3.第二支管，4.放散口，5.次声波传感器，6.压力传感器，7.涡轮流量计。具体实施方式现在结合附图对本技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本技术的基本结构，因此其仅显示与本技术有关的构成。如图1所示的一种非金属天然气管道泄漏试验系统，包括呈U形状的采用PU管埋设的主管道1，主管道1的直段之间连接有第一支管2，第一支管2与主管道1顶端之间连接有第二支管3，位于主管道1的两条直段上及顶端处分别设有模拟泄漏点的放散口4，所述的放散口4上设置有可调节开度的泄漏阀。所述的主管道1的起点段和终点段分设有压力传感器6和涡轮流量计7，第一支管2上分设有涡轮流量计7和压力传感器6，第二支管3上设有压力传感器6，位于主管道1的两条直段上的放散口4处设有涡轮流量计7，位于主管道1顶端处的放散口4处设有压力传感器6。主管道1的进出气两端均设有次声波泄漏监测单元，该次声波泄漏监测单元包括次声波传感器5，并配备次声波采集仪、次声波泄漏分析仪和远程PC端。整个试验系统还相应配置有压力-流量采集监测系统，具体功能包括仪表管理、图表生成、实时压力、实时流量、数据下载。所述的试验系统包含三条试验管路，其一是由整个主管道1直接形成的管路，其二是由流向为主管道1、第一支管2、第二支管3、主管道1的管路所形成，其三是由整个主管道1加上连通的第一支管2和第二支管3的管路所形成，所述的试验管路被埋置于砖砌回型凹槽内，填埋介质为沙子，试验管路的管径为63mm。所述的第一支管2设有两套涡轮流量计7和压力传感器6，两套涡轮流量计7和压力传感器6分别位于与第二支管3相接处两侧的第一支管2上。所述的试验系统进行试验时涉及的仪器除了附图1上所示的两个CASI型次声波传感器5、六个压力传感器6、六个型号为EVC300的涡轮流量计7外，另外还配备有一个型号为CASI-RTU的数字化网络传输仪(简称数字化仪)、两个BIB-Ⅱ-H工厂用本安电源、一个GPS北斗卫星定位仪、数条光缆以及一根网线。所述次声波传感器5采用体耦合原理检测管道中的次声波信号，该次声波传感器5可将次声波以电流信号形式输出，具有：体积小、重量轻、使用便捷、灵敏度高的特点，可耐油、水的腐蚀。此外，该CASI型次声传感器5具有防爆设计，可在一定静态压力下工作，并对静态压力无输出，可以直接与数字化仪连结，有线或无线网络传输可组织成传感器网络测量系统。试验时，关闭第一支管2和第二支管3，仅开启主管道1，连接主管路1起始段的压力泵，打开主管路1终点段的放散口4，使试验管道处于气体流通状态。然后将本安电源、GPS定位、光缆和网线的一端分别接至数字化仪的对应接口，本安电源另一端接至插座，GPS定位的另一端放置在室外，光缆的另一端接至次声波传感器5，网线的另一端接至PC端。将两个CASI型次声波传感器5分别安装在主管路1的起始端和终点端，用光缆将其与数字化仪连通。将集成有压力传感器5和涡轮流量计7的数模转换器打开，使压力、流量仪表进入工作状态，并可实时传输压力、流量数据至远程PC端。启动交流电机，将压力泵的工作压力调至0.4MPa，开始输送介质。检查试验管道的密闭性，保证所有管道连接处无肉眼可见的泄漏。通过远程PC端对数字化仪和压力、流量仪表进行配置，并检查各读数是否正常。一切准备就绪后，开始采集试验数据。首先，开启主管道1放散口4上的泄漏阀并记录操作的具体时刻，使管道处于泄漏状态2分钟，观察UDP软件中信号的波形、频谱、时频等数据，观察压力、流量远程控制平台中压力、流量信号的波动。然后，关闭泄漏阀并记录操作的具体时刻，使管道处于非泄漏状态2分钟，继续观察UDP软件中信号的波形、频谱、时频等数据，继续观察压力、流量远程控制平台中压力、流量信号的波动。重复上述步骤进行多次试验，获取多组实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非金属天然气管道泄漏试验系统，包括呈U形状的采用PU管埋设的主管道(1)，主管道(1)的直段之间连接有第一支管(2)，第一支管(2)与主管道(1)顶端之间连接有第二支管(3)，位于主管道(1)的两条直段上及顶端处分别设有模拟泄漏点的放散口(4)，其特征是：所述的主管道(1)的起点段和终点段分设有次声波传感器(5)、压力传感器(6)和涡轮流量计(7)，第一支管(2)上分设有涡轮流量计(7)和压力传感器(6)，第二支管(3)上设有压力传感器(6)，位于主管道(1)的两条直段上的放散口(4)处设有涡轮流量计(7)，位于主管道(1)顶端处的放散口(4)处设有压力传感器(6)。/n

【技术特征摘要】
1.一种非金属天然气管道泄漏试验系统，包括呈U形状的采用PU管埋设的主管道(1)，主管道(1)的直段之间连接有第一支管(2)，第一支管(2)与主管道(1)顶端之间连接有第二支管(3)，位于主管道(1)的两条直段上及顶端处分别设有模拟泄漏点的放散口(4)，其特征是：所述的主管道(1)的起点段和终点段分设有次声波传感器(5)、压力传感器(6)和涡轮流量计(7)，第一支管(2)上分设有涡轮流量计(7)和压力传感器(6)，第二支管(3)上设有压力传感器(6)，位于主管道(1)的两条直段上的放散口(4)处设有涡轮流量计(7)，位于主管道(1)顶端处的放散口(4)处设有压力传感器(6)。


2.如权利要求1所述的非金属天然气管道泄漏试验系统，其特征是：所述的试验...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛璘，杨健，郝永梅，朱一龙，张琦，葛亚威，庄孙歧，洪斌，
申请(专利权)人：常州港华燃气有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32