市政燃?xì)夤艿佬孤稒z測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展

黃燦光

廣西霈普市政工程建設(shè)有限公司，廣西南寧 530022

市政燃?xì)夤艿佬孤稒z測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展

黃燦光

廣西霈普市政工程建設(shè)有限公司，廣西南寧 530022

市政燃?xì)夤艿缹?duì)居民日常生活意義重大，做好燃?xì)夤艿赖墓芾砉ぷ饕饬x非凡。做好市政燃?xì)夤艿赖男孤稒z測(cè)工作才能保證城市居民的日常生活和生產(chǎn)，不能等閑視之。本文簡(jiǎn)要介紹目前市政燃?xì)夤艿佬孤z測(cè)中比較常用的技術(shù)和方法，進(jìn)而探討在管道泄漏檢測(cè)中開始得到應(yīng)用的一些新興技術(shù)。

市政燃?xì)夤艿溃恍孤z測(cè)技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展

管道運(yùn)輸目前在城市中的運(yùn)用十分廣泛，與其他的能源運(yùn)輸方式相比較而言，管道運(yùn)輸更為安全和有效，而且對(duì)周圍環(huán)境的影響幾乎可以忽略不計(jì)。但是由于市政燃?xì)夤艿澜^大部分都埋于地下，燃?xì)夤艿莱霈F(xiàn)受損甚至泄漏問題，尤其是那些因?yàn)槁缘母g而造成管道泄漏，往往不容易被察覺。而一旦燃?xì)夤艿腊l(fā)生大面積的泄漏，不但會(huì)帶來經(jīng)濟(jì)損失，甚至有可能引發(fā)安全事故。鑒于此，保證市政燃?xì)廨敋夤艿赖陌踩褂檬直匾?，各地?yīng)當(dāng)根據(jù)自己的具體情況對(duì)燃?xì)夤艿肋M(jìn)行檢測(cè)，以減少甚至避免泄漏事故的發(fā)生。

1 市政燃?xì)夤艿佬孤稒z測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀

根據(jù)市政燃?xì)夤艿佬孤z測(cè)的原理不同，目前使用的檢測(cè)方法可以分成直 接檢測(cè)法與間接檢測(cè)法，前者是根據(jù)市政燃?xì)庑孤┑慕橘|(zhì)而定，后者則是根據(jù)市政燃?xì)夤艿莱霈F(xiàn)泄漏而導(dǎo)致的管道壓力、流量等條件的變化以及燃?xì)庑孤┧鶎?dǎo)致的光、聲、電等變化。

1.1 直接檢測(cè)法

目前，在市政管道泄漏檢測(cè)中使用最為廣泛的直接檢測(cè)法是可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)法和火焰電離檢測(cè)法。可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)法的工作原理是通過利用燃?xì)獾臄U(kuò)散作用而從空氣中進(jìn)行取樣，然后使用催化氧化的原理產(chǎn)生與燃?xì)獾臐舛瘸杀壤男盘?hào)，當(dāng)燃?xì)獾臐舛雀哂诒ㄏ孪薜?/5，繼電器驅(qū)動(dòng)信號(hào)就傳遞到控制面板上的報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警?；鹧骐婋x檢測(cè)法的工作原理則是存在電場(chǎng)的條件下，烴類氣體在純氫火焰的灼燒之下會(huì)產(chǎn)生帶電碳原子，有專門的電極板搜集此類碳原子并進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)電極板檢測(cè)到的碳原子數(shù)量超過了預(yù)定的警戒值的時(shí)候就證明空氣中彌散的燃?xì)飧哂诰錆舛龋瑱z測(cè)器會(huì)立刻報(bào)警。采用此種該檢方法有著高靈敏度的特點(diǎn)，一旦1m3空氣中含有的燃?xì)獬^1.8×10-6m3就能夠檢測(cè)到，并且檢測(cè)濃度的方位比較大，而且定位精準(zhǔn)，系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間也較快。與此同時(shí)，火焰電離檢測(cè)法的缺點(diǎn)是對(duì)長(zhǎng)距離的連續(xù)檢測(cè)無能為力，而且在檢測(cè)密閉空間的燃?xì)夤艿佬孤r(shí)有引起燃燒甚至爆炸的潛在隱患。

1.2 間接檢測(cè)法

由于市政燃?xì)夤艿莱霈F(xiàn)泄漏的話會(huì)導(dǎo)致管道的壓力、流量以及溫度等方面發(fā)生顯著的變化，因此可以依照這些參數(shù)對(duì)市政燃?xì)夤艿赖男孤┻M(jìn)行檢測(cè)。比較常見的間接檢測(cè)法有下列幾種方式：第一，壓力點(diǎn)分析法。市政燃?xì)夤艿涝谡＿\(yùn)行的過程當(dāng)中，它的壓力值是一種連續(xù)的穩(wěn)定的狀態(tài)。而當(dāng)管道出現(xiàn)泄漏的時(shí)候，發(fā)生泄漏的地方因?yàn)槿細(xì)獾膿p失而導(dǎo)致壓力驟降，這樣一來就打破了之前的穩(wěn)定狀態(tài)。市政燃?xì)夤艿谰蜁?huì)過渡到新的穩(wěn)定狀態(tài)，在過渡的過程當(dāng)中則會(huì)產(chǎn)生以聲速沿著管道傳播的擴(kuò)張波。擴(kuò)張波會(huì)導(dǎo)致燃?xì)夤艿姥鼐€的壓力發(fā)生變化，并將失穩(wěn)的狀態(tài)向前后傳播。鑒于此，檢測(cè)人員就可以在市政燃?xì)夤艿赖难鼐€設(shè)置檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)管道內(nèi)部的壓力，然后采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析檢測(cè)到的數(shù)值，計(jì)算出數(shù)據(jù)變化的曲線，進(jìn)而與燃?xì)夤艿勒＿\(yùn)行時(shí)的曲線進(jìn)行比較。如果檢測(cè)到的狀態(tài)曲線與正常狀態(tài)下有較大差異就說明燃?xì)夤艿来嬖谛孤﹩栴}；第二，質(zhì)量/體積平衡發(fā)。所以，質(zhì)量/體積平衡法的原理是對(duì)市政燃?xì)夤艿纼?nèi)的燃?xì)怏w積進(jìn)行測(cè)量，然后將流量的變化描述成質(zhì)量/體積平衡圖，這樣就可以根據(jù)壓力/溫度的變化或者波動(dòng)來對(duì)流量進(jìn)行校正。在質(zhì)量/體積平衡圖上，燃?xì)庑孤?dǎo)致的流量變化會(huì)清晰地反映出來，可以檢測(cè)到那些不易察覺的泄漏事故；第三，流量/壓力變化法。通過在市政燃?xì)夤艿赖饺肟谝约俺隹谔幵O(shè)置檢測(cè)流量和壓力的裝置，如果檢測(cè)到的流量或者壓力的變化大于規(guī)定的數(shù)值，那么檢測(cè)裝置就會(huì)發(fā)出泄漏警報(bào)。這種檢測(cè)方法十分簡(jiǎn)單，但是經(jīng)常會(huì)發(fā)生誤報(bào)現(xiàn)象，而且即便發(fā)生泄漏也無法準(zhǔn)確進(jìn)行定位；第四，動(dòng)態(tài)模型分析發(fā)。所謂動(dòng)態(tài)模型法是數(shù)學(xué)模型來模擬市政燃?xì)夤艿乐腥細(xì)獾牧鲃?dòng)，然后根據(jù)模型的預(yù)算值與實(shí)際的檢測(cè)值進(jìn)行比較以判斷是否發(fā)生泄漏。模型使用的方程涉及到動(dòng)態(tài)平衡、質(zhì)量平衡、能量平衡以及流體狀態(tài)方程等等。動(dòng)態(tài)模型法要在市政燃?xì)夤艿赖某鋈肟谝约肮艿姥鼐€測(cè)量管道內(nèi)的流量以及壓力，并且設(shè)置的測(cè)量點(diǎn)越多，檢測(cè)的效果就越好。動(dòng)態(tài)模型法對(duì)泄漏檢測(cè)的靈敏度高，能夠?qū)θ細(xì)夤艿肋M(jìn)行連續(xù)檢測(cè)，并且實(shí)現(xiàn)精確定位，但是誤報(bào)的概率比較高。

2 市政燃?xì)夤艿佬孤稒z測(cè)技術(shù)的發(fā)展

目前，市政燃?xì)夤艿佬孤z測(cè)中使用的直接或者間接檢測(cè)法雖然比較簡(jiǎn)單、容易維護(hù)，并且檢測(cè)費(fèi)用也不高，但是難以適應(yīng)燃?xì)夤艿腊l(fā)生變化后的運(yùn)行條件。近年來市政燃?xì)夤艿佬孤z測(cè)技術(shù)也逐步得到發(fā)展，一些新的檢測(cè)技術(shù)開始運(yùn)用到燃?xì)夤艿赖男孤z測(cè)當(dāng)中。

2.1 氣體敏感檢測(cè)法

氣體敏感檢測(cè)法使用一種叫做嗅敏儀的便攜式檢測(cè)儀器，它的檢測(cè)探頭是燃?xì)鈧鞲衅鳌Ｔ跈z測(cè)的過程當(dāng)中，檢測(cè)人員攜帶傳感器和檢測(cè)器沿著管道移動(dòng)，如果空氣中含有超過預(yù)設(shè)濃度的燃?xì)?，檢測(cè)儀器就會(huì)自動(dòng)報(bào)警。通常情況下采用氣體敏感檢測(cè)法的儀器每天可以檢測(cè)8km左右的燃?xì)夤艿馈?/p>

2.2 聲波檢測(cè)法

當(dāng)燃?xì)夤艿腊l(fā)生泄漏時(shí)會(huì)產(chǎn)生頻率超過20kHz的振蕩，這一頻率屬于超聲波的范圍之內(nèi)，可以用相應(yīng)的傳感器進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)器通過判斷信號(hào)的強(qiáng)度精確定位泄漏地點(diǎn)。負(fù)壓法也是一種聲學(xué)檢測(cè)法，它的核心部件是壓力傳感器，通過檢測(cè)燃?xì)夤艿乐行孤?dǎo)致的擴(kuò)張波來進(jìn)行判斷。負(fù)壓法可以直接檢測(cè)到擴(kuò)張波并在檢測(cè)到擴(kuò)張波后立刻報(bào)警，進(jìn)而根據(jù)聲速來計(jì)算泄漏的位置。泄漏擴(kuò)張波的傳播速度大約為0.32km/s，所以在危險(xiǎn)地段3.2km～6.4km間隔安裝檢測(cè)器，就可以在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到泄漏。但是負(fù)壓法檢測(cè)泄漏時(shí)需要消除燃?xì)夤艿纼?nèi)的背景噪聲。

2.3 管內(nèi)智能檢測(cè)器

近幾年來，智能清管器已經(jīng)開始廣泛運(yùn)用于市政燃?xì)夤艿纼?nèi)部情況的實(shí)時(shí)檢測(cè)，泄漏檢測(cè)器只是其中的一種。它的工作原理是聲輻射原理或者壓差法。聲輻射原理可以探測(cè)管道泄漏導(dǎo)致的在20kHz～40kHz范圍之內(nèi)的聲音，然后使用標(biāo)定系統(tǒng)和里程表來對(duì)定位泄漏地點(diǎn)。壓差法則使用帶有測(cè)壓裝置的儀器，通過檢測(cè)泄漏處在燃?xì)夤艿纼?nèi)產(chǎn)生的最低壓力區(qū)來確定泄漏，檢測(cè)的管道要單獨(dú)進(jìn)行操作，所以檢測(cè)過程中管道不能繼續(xù)運(yùn)行。智能清管器泄漏檢測(cè)的敏感性好，定位精準(zhǔn)，缺點(diǎn)是難以進(jìn)行連續(xù)的檢測(cè)。

檢測(cè)燃?xì)夤艿佬孤┑姆椒ㄓ泻芏?，具體到某條管道要使用哪種檢測(cè)方法就應(yīng)當(dāng)綜合考慮管道傳輸介質(zhì)的參數(shù)、設(shè)計(jì)參數(shù)以及數(shù)據(jù)通訊能力等因素來進(jìn)行選擇，并沒有一種放之四海而皆準(zhǔn)的檢測(cè)技術(shù)。在城市燃?xì)夤艿赖男孤z測(cè)中氣體敏感法運(yùn)用的比較廣泛，但是此方法難以精準(zhǔn)地定位泄漏點(diǎn)，所以能夠精確定位的聲波檢測(cè)法在市政燃?xì)夤艿佬孤z測(cè)中有著廣闊的發(fā)展前景。

總而言之，做好市政燃?xì)夤艿佬孤┑臋z測(cè)工作關(guān)系到城市居民的日常生產(chǎn)生活以及生命財(cái)產(chǎn)安全，任何時(shí)候都不能掉以輕心。有關(guān)部門和從業(yè)人員必須緊跟時(shí)代潮流，不斷改進(jìn)檢測(cè)技術(shù)，避免市政燃?xì)夤艿佬孤┦鹿实陌l(fā)生。

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TU99

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1674-6708（2010）28-0071-02