[發明專利]城市輸送管道泄漏檢測模擬實驗系統及實驗方法

在審

• 申請號: 201610081384.3
• 申請日: 2016-02-04
• 公開（公告）號: CN105546360A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 嚴欣明;寧曄;郝永梅;岳云飛;李秀中;毛小虎;徐明;王國濤
• 申請（專利權）人: 江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院常州分院
• 主分類號: F17D5/06
• 分類號: F17D5/06
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 姚玲

技術領域

本發明屬于油氣儲運風險控制領域，特別涉及一種城市輸送管道泄漏檢測 模擬實驗系統及實驗方法。

背景技術

近年來，隨著城市規模的不斷擴大和現代化程度的日益提高，城市埋地管 網越來越密集，尤其是輸送天然氣、成品油以及其他危險化學品(液氨、丙烯 等)的管道建設項目越來越多。伴隨著這些危險化學品管道數量的增多和運行 時間的增長，管道腐蝕、老化等問題逐漸暴露出來，管道泄漏事故時有發生。 這給城市公共安全帶來重大隱患，泄漏事故引發的次生爆炸、火災及中毒危險 對人民生命財產和環境帶來強大威脅。

火災、爆炸僅僅是城市管線發生泄漏的惡性表現，在爆炸之前，通常已經 發生一段時間的泄漏。實際上，未導致爆炸的泄漏發生次數相對更多，其造成 的經濟損失巨大、對城市環境的污染和能源浪費十分嚴重。

因此，運用現代技術發展城市管道的泄漏檢測技術，及時發現制止泄漏源， 從本質安全上及時補漏，避免事故發生，對遏制能源浪費，節約成本乃至城市 的健康持續發展都有重要意義。

城市管道多埋地敷設，不易及時發現、測量管道泄漏，更不方便測量管道 泄漏的泄漏量、泄漏速度等參數變化。但為了方便研究城市管道運行特點、泄 漏特征和機理，以及實用、快速的泄漏檢測方法，有必要應用管道裝置進行大 量、細致的研究，進一步探索管道泄漏規律。因此，設計一套能夠模擬城市管 道泄漏檢測的實驗裝置非常必要。

另外，現有模擬泄漏的方式一般是在管壁上開設閥孔，然后在閥孔上安裝 閥門，通過調節閥門的開度來模擬不同大小的泄漏孔。但是，這種方式存在諸 多不足，例如，一是泄漏閥門一般垂直安裝在管道上，閥內必定會存在一定長 度的管路，使得模擬的泄漏點偏離被測管道的管壁，即閥門上泄漏口并不在管 壁上，模擬效果與實際存在偏差；二是通過調節閥門的開度來模擬管道泄漏孔 徑不準確，尤其是1-3mm小泄漏孔徑無法精確模擬；三是泄漏閥門一旦安裝后 無法隨時或根據需要改變泄漏孔的位置，對多點泄漏更無法實驗模擬。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：為了能夠模擬城市管道泄漏，本發明提供一 種城市輸送管道泄漏檢測模擬實驗系統及實驗方法，能夠實現對城市管道環狀 管線及支線運行參數的采集，研究泄漏工況下管道運行參數的波動情況，實驗 分析適合于城市中、低壓環形管線、直線及支狀管線的泄漏檢測定位方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種城市輸送管道泄漏檢測 模擬實驗系統，包括輸送管道，所述輸送管道呈U型環繞實驗場地設置，且輸 送管道上還連接有至少一條分支管線，U型輸送管道的折彎處為環形管線，U型 輸送管道的其余部分為直線管段，所述輸送管道的起點和終點均設有控制閥， 輸送管道的起點通過控制閥與能介分配管段相連，所述輸送管道的至少起點和 終點處設置有壓力傳感器、流量傳感器和溫度傳感器，所述流量傳感器包括用 于計量液體的電磁流量計和用于計量氣體的渦街流量計。

實驗系統幾何外形設計為U型，折彎處為環形管線，其余部分為直線管段， 既可進行環形管線檢測，也可實現直線管段檢測，另外還帶有分支管線，還可 以實現分支管線檢測。能介分配管段可以包括氣體分配管段和液體分配管段， 通過控制閥的分配，使管道既可輸入氣體做氣體介質實驗，又可放空氣體后輸 入液體做液體介質實驗，節約經費。

所述輸送管道包括并行的三條實驗管道，其中一條為DN65無縫鋼管，一條 為DN100無縫鋼管，另一條為DN150無縫鋼管和聚乙烯管的結合，所述聚乙烯 管通過在聚乙烯管外設置沙池埋地；所述沙池上用鋼板或混凝土塊壓重，模擬 實際埋地管道的泥土壓力。可根據需要挖開沙面，露出手掌大的管道面，上面 打孔模擬泄漏孔。城市管道多以聚乙烯管材和碳鋼管作為輸送管道材質，而發 生泄漏較多的又數使用多年的碳鋼管為主，因此管道設計中既有碳鋼管，也有 部分聚乙烯管，二者同時兼備，可實現分別對以上兩種管材的管道的泄漏模擬 分析。另外，考慮到城市中低壓管道管徑從15mm到400mm不等，本發明選擇有 代表性的三條不同管徑的實驗管道并行分布，可供不同管徑的管道泄漏狀態進 行實驗分析。