[發(fā)明專利]一種埋地管道陰極保護(hù)法及陰極保護(hù)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610286922.2
• 申請日: 2016-04-29
• 公開（公告）號: CN105780014B
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廖永力;張波;孟曉波;曾嶸;鄒林;李銳海;何金良;曹方圓;陳曉;張巍;吳新橋;張貴峰;張曦;龔博;朱燁
• 申請（專利權(quán)）人: 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司;中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)技術(shù)研究中心;清華大學(xué)
• 主分類號: C23F13/02
• 分類號: C23F13/02
• 代理公司: 北京中博世達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

本發(fā)明公開一種埋地管道陰極保護(hù)法及陰極保護(hù)系統(tǒng)，涉及埋地管道防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，為解決根據(jù)經(jīng)驗對埋地管道進(jìn)行陰極保護(hù)的方法準(zhǔn)確性低，以及缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的操作流程的問題。該埋地管道陰極保護(hù)法包括：獲得初始管地電位差、第一管地電位差至第H管地電位差；再獲得目標(biāo)管地電位差和對應(yīng)的裝設(shè)參數(shù)向量；接著將目標(biāo)管地電位差與埋地管道允許的最大管地電位進(jìn)行比較，當(dāng)滿足條件時，所獲得的與目標(biāo)管地電位差對應(yīng)的裝設(shè)參數(shù)向量即為目標(biāo)結(jié)果；否則將犧牲陽極保護(hù)裝置和強制排流裝置的數(shù)量進(jìn)行調(diào)整，直到滿足條件為止。本發(fā)明提供的埋地管道陰極保護(hù)法用于優(yōu)化布置埋地管道的陰極保護(hù)裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及埋地管道防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種埋地管道陰極保護(hù)法及陰極保護(hù)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，遠(yuǎn)距離、大容量的送電工程越來越多，針對這種送電工程，現(xiàn)有技術(shù)中一般通過高壓直流輸電系統(tǒng)來實現(xiàn)電力的傳輸。這種高壓直流接地輸電系統(tǒng)在投運初期、年內(nèi)檢修以及故障排查時，均會采用單極大地運行方式，且在采用這種運行方式時，接地極注入或抽出大地的直流電流可高達(dá)數(shù)千安培；因此，在這種情況下，當(dāng)直流接地極與用于輸送油氣資源的埋地管道較為接近時，大地中流過的直流電流就會使埋地管道的管地電位分布不均衡，即出現(xiàn)部分區(qū)域管地電位過高的現(xiàn)象，而這種現(xiàn)象會導(dǎo)致埋地管道發(fā)生電化學(xué)腐蝕反應(yīng)，很容易給埋地管道帶來腐蝕穿孔等問題；同時，部分區(qū)域管地電位較高會損壞附近的陰極保護(hù)設(shè)備和監(jiān)控閥室處的絕緣卡套，給人員和油氣輸送帶來安全隱患。

針對上述埋地管道出現(xiàn)的管地電位分布不均衡的問題，在長期的工程實踐中，工程師提出了多種解決方法，例如：局部接地法、陰極保護(hù)法、增設(shè)絕緣分段法等；其中，應(yīng)用范圍最廣且技術(shù)相對成熟的方法為陰極保護(hù)法，這種陰極保護(hù)法一般包括兩種，一種是犧牲陽極保護(hù)法，另一種是強制排流法；犧牲陽極保護(hù)法指的是通過外加與埋地管道連接的金屬，靠著金屬自身腐蝕速度的加快來提供陰極保護(hù)電流，從而實現(xiàn)對埋地管道的保護(hù)；強制排流法指的是采用外接直流電源將埋地管道與保護(hù)電極相連，通過直流電源的作用使被保護(hù)的埋地管道處于陰極電位，從而實現(xiàn)對埋地管道的保護(hù)。

但在施工設(shè)計中采用這種陰極保護(hù)法時，一般是依據(jù)經(jīng)驗確定采用陰極保護(hù)裝置(包括犧牲陽極保護(hù)裝置和強制排流裝置)的數(shù)量、設(shè)置位置及其他參數(shù)，然后通過數(shù)值計算得到整條埋地管道的管地電位分布，并驗證是否滿足要求，這個過程可能會產(chǎn)生大量無效的計算，并且即使得到了設(shè)計方案也未必是在工程量和材料損耗方面的最優(yōu)方案；因此，這種根據(jù)經(jīng)驗對埋地管道進(jìn)行陰極保護(hù)設(shè)計的方法準(zhǔn)確性低，且缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的操作流程，還需要進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種埋地管道陰極保護(hù)法及陰極保護(hù)系統(tǒng)，用于解決根據(jù)經(jīng)驗對埋地管道進(jìn)行陰極保護(hù)的方法準(zhǔn)確性低，以及缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的操作流程的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

本發(fā)明的第一方面提供一種埋地管道陰極保護(hù)法，包括以下步驟：

步驟101，構(gòu)建土壤模型、接地極模型以及埋地管道模型；設(shè)定采用的犧牲陽極保護(hù)裝置的數(shù)量為m，令m＝0；設(shè)定采用的強制排流裝置的數(shù)量為n，且m+n＝x₀；

步驟102，生成m個所述犧牲陽極保護(hù)裝置對應(yīng)的初始裝設(shè)參數(shù)向量，以及n個所述強制排流裝置對應(yīng)的初始裝設(shè)參數(shù)向量，結(jié)合所述土壤模型、所述接地極模型以及所述埋地管道模型，獲得初始管地電位差；

步驟103，基于所述土壤模型、所述接地極模型以及所述埋地管道模型，根據(jù)預(yù)設(shè)算法，生成m個所述犧牲陽極保護(hù)裝置對應(yīng)的H種裝設(shè)參數(shù)向量和n個所述強制排流裝置對應(yīng)的H種裝設(shè)參數(shù)向量，并對應(yīng)獲得第一管地電位差至第H管地電位差；

獲得所述初始管地電位差、所述第一管地電位差至所述第H管地電位差中的最小管地電位差，以及與所述最小管地電位差對應(yīng)的m個所述犧牲陽極保護(hù)裝置的裝設(shè)參數(shù)向量，以及n個所述強制排流裝置的裝設(shè)參數(shù)向量；其中H為大于等于1的整數(shù)；