[發明專利]一種含氫天然氣管道泄漏監測定位方法和系統

在審

• 申請號: 202110483308.6
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113108244A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 張瑜;王秀林;侯建國;付子航;侯海龍;姚輝超;穆祥宇;隋依言;王睿
• 申請（專利權）人: 中海石油氣電集團有限責任公司
• 主分類號: F17D5/06
• 分類號: F17D5/06
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙悅

本發明涉及一種含氫天然氣管道泄漏監測定位方法和系統，包括以下步驟：沿管道敷設至少兩條檢測管，當管道發生泄漏時，泄漏氣體進入檢測管中；間隔預設時間后，向其中一條檢測管通入載氣，檢測管內的泄漏氣體隨載氣進入第一監測站，第一監測站判斷泄漏氣體的濃度是否超過閾值范圍，數據分析站計算管道中的泄漏位置；隨后向另一條檢測管通入載氣，通過第二監測站判斷載氣中泄漏氣體的濃度，并由數據分析站計算管道中的泄漏位置；根據第一次獲得的和第二次獲得的泄漏氣體濃度、泄漏位置，獲得最終的泄漏氣體濃度和泄漏位置。其能夠解決上述現有技術存在的問題，能夠滿足含氫天然氣管道泄漏監測靈敏度高、定位精度準、漏報率低、誤報率低的要求。

技術領域

本發明涉及一種含氫天然氣管道泄漏監測定位方法和系統，屬于氣體管道泄漏監測技術領域。

背景技術

氫氣是能源低碳清潔化發展的重要方向，氫氣運輸是氫能產業鏈的關鍵環節，將氫氣直接摻入現有天然氣管道，組成含氫天然氣輸送，這種方式為現階段實現氫氣大規模輸送的最佳方式，目前國內外已有部分含氫天然氣管道試運行。但由于氫氣具有低密度、易擴散、易燃易爆等特性，且對金屬材料具有劣化作用，因此氫氣的存在增加了含氫天然氣管道運輸風險，一旦發生泄漏，將會造成巨大的人員傷亡和經濟損失。含氫天然氣管道技術仍處于研究及試運行階段，為加快含氫天然氣管道輸送技術的快速發展，提高含氫天然氣管道輸送安全性及風險控制，可采用管道泄漏監測技術來實現對管道的安全運行監控，當管道發生微小泄漏時，能夠及時報警，并定位泄漏點。為管道運營管理人員贏得寶貴的搶維修時間，避免泄漏事故的發生。

目前天然氣管道泄漏監測使用較多的有次聲波、光纖等多種技術手段，但這些監測方法屬于借助聲、光、熱等間接檢測法，受外界信號干擾容易造成誤報，且對于微小泄漏檢測靈敏度較低。鑒于含氫天然氣管道輸送介質的特殊性，發生泄漏后造成的事故后果遠超天然氣管道，因此含氫天然氣管道對泄漏監測系統靈敏度、定位精度、誤報率和漏報率都有更高的要求。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種含氫天然氣管道泄漏監測定位方法和系統，其能夠解決上述現有技術存在的問題，能夠滿足含氫天然氣管道泄漏監測靈敏度高、定位精度準、漏報率低、誤報率低的要求。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種含氫天然氣管道泄漏監測定位方法，包括以下步驟：沿含氫天然氣管道敷設至少兩條檢測管，當含氫天然氣管道發生泄漏時，泄漏氣體進入檢測管中；間隔預設時間后，向其中一條檢測管通入載氣，檢測管內的泄漏氣體隨載氣進入第一監測站，第一監測站判斷泄漏氣體的濃度是否超過閾值范圍，并將監測站記錄的泄漏檢測時間等信息傳輸至數據分析站，數據分析站計算含氫天然氣管道的泄漏位置；隨后向另一條檢測管通入載氣，其內的泄漏氣體隨載氣進入第二監測站，第二監測站判斷泄漏氣體的濃度是否超過的閾值范圍，并將監測站記錄的泄漏檢測時間等信息傳輸至數據分析站，數據分析站計算含氫天然氣管道的泄漏位置；根據第一次獲得的和第二次獲得的泄漏氣體濃度、泄漏位置，獲得最終的泄漏氣體濃度和泄漏位置。

進一步，將第一次獲得的和第二次獲得的泄漏氣體濃度、泄漏位置進行比較的方法為：若兩次均檢測到泄漏氣體，則將兩次獲得的泄漏氣體濃度和泄漏位置取平均值；若兩次中一次檢測到泄漏氣體，另一次沒有檢測到泄漏氣體，則對沒有檢測到泄漏氣體的檢測管進行重新檢測，若仍然沒有檢測到泄漏氣體則判斷對應的檢測管失效；若兩次均未檢測到泄漏氣體，則含氫天然氣管道沒有泄漏。

進一步，判斷失效的檢測管的失效位置的方法為：在失效的檢測管中的載氣注入標定氣體，使標定氣體充滿失效的檢測管，失效的檢測管的標定氣體從失效位置泄漏至另一正常的檢測管中，在正常的檢測管中通入載氣，其內的標定氣體隨載氣一同進入第二監測站，并通過數據分析站對標定氣體的泄漏位置進行定位，從而獲得失效檢測管的失效位置。

進一步，標定氣體為除甲烷、氫氣和載氣以外的其他氣體。

進一步，檢測管敷設位置包括但不限于管道正上方、左側方或右側方中間位置，與管道的距離不超過50cm。