市政燃气管道泄露检测技术的现状及发展

黄灿光

广西霈普市政工程建设有限公司，广西南宁 530022

市政燃气管道泄露检测技术的现状及发展

黄灿光

广西霈普市政工程建设有限公司，广西南宁 530022

市政燃气管道对居民日常生活意义重大，做好燃气管道的管理工作意义非凡。做好市政燃气管道的泄露检测工作才能保证城市居民的日常生活和生产，不能等闲视之。本文简要介绍目前市政燃气管道泄漏检测中比较常用的技术和方法，进而探讨在管道泄漏检测中开始得到应用的一些新兴技术。

市政燃气管道；泄漏检测技术；现状；发展

管道运输目前在城市中的运用十分广泛，与其他的能源运输方式相比较而言，管道运输更为安全和有效，而且对周围环境的影响几乎可以忽略不计。但是由于市政燃气管道绝大部分都埋于地下，燃气管道出现受损甚至泄漏问题，尤其是那些因为慢性的腐蚀而造成管道泄漏，往往不容易被察觉。而一旦燃气管道发生大面积的泄漏，不但会带来经济损失，甚至有可能引发安全事故。鉴于此，保证市政燃气输气管道的安全使用十分必要，各地应当根据自己的具体情况对燃气管道进行检测，以减少甚至避免泄漏事故的发生。

1 市政燃气管道泄露检测技术的现状

根据市政燃气管道泄漏检测的原理不同，目前使用的检测方法可以分成直 接检测法与间接检测法，前者是根据市政燃气泄漏的介质而定，后者则是根据市政燃气管道出现泄漏而导致的管道压力、流量等条件的变化以及燃气泄漏所导致的光、声、电等变化。

1.1 直接检测法

目前，在市政管道泄漏检测中使用最为广泛的直接检测法是可燃气体监测法和火焰电离检测法。可燃气体监测法的工作原理是通过利用燃气的扩散作用而从空气中进行取样，然后使用催化氧化的原理产生与燃气的浓度成比例的信号，当燃气的浓度高于爆炸下限的1/5，继电器驱动信号就传递到控制面板上的报警器进行报警。火焰电离检测法的工作原理则是存在电场的条件下，烃类气体在纯氢火焰的灼烧之下会产生带电碳原子，有专门的电极板搜集此类碳原子并进行计数，当电极板检测到的碳原子数量超过了预定的警戒值的时候就证明空气中弥散的燃气高于警戒浓度，检测器会立刻报警。采用此种该检方法有着高灵敏度的特点，一旦1m3空气中含有的燃气超过1.8×10-6m3就能够检测到，并且检测浓度的方位比较大，而且定位精准，系统反应时间也较快。与此同时，火焰电离检测法的缺点是对长距离的连续检测无能为力，而且在检测密闭空间的燃气管道泄漏时有引起燃烧甚至爆炸的潜在隐患。

1.2 间接检测法

由于市政燃气管道出现泄漏的话会导致管道的压力、流量以及温度等方面发生显著的变化，因此可以依照这些参数对市政燃气管道的泄漏进行检测。比较常见的间接检测法有下列几种方式：第一，压力点分析法。市政燃气管道在正常运行的过程当中，它的压力值是一种连续的稳定的状态。而当管道出现泄漏的时候，发生泄漏的地方因为燃气的损失而导致压力骤降，这样一来就打破了之前的稳定状态。市政燃气管道就会过渡到新的稳定状态，在过渡的过程当中则会产生以声速沿着管道传播的扩张波。扩张波会导致燃气管道沿线的压力发生变化，并将失稳的状态向前后传播。鉴于此，检测人员就可以在市政燃气管道的沿线设置检测点检测管道内部的压力，然后采用统计学方法分析检测到的数值，计算出数据变化的曲线，进而与燃气管道正常运行时的曲线进行比较。如果检测到的状态曲线与正常状态下有较大差异就说明燃气管道存在泄漏问题；第二，质量/体积平衡发。所以，质量/体积平衡法的原理是对市政燃气管道内的燃气体积进行测量，然后将流量的变化描述成质量/体积平衡图，这样就可以根据压力/温度的变化或者波动来对流量进行校正。在质量/体积平衡图上，燃气泄漏导致的流量变化会清晰地反映出来，可以检测到那些不易察觉的泄漏事故；第三，流量/压力变化法。通过在市政燃气管道到入口以及出口处设置检测流量和压力的装置，如果检测到的流量或者压力的变化大于规定的数值，那么检测装置就会发出泄漏警报。这种检测方法十分简单，但是经常会发生误报现象，而且即便发生泄漏也无法准确进行定位；第四，动态模型分析发。所谓动态模型法是数学模型来模拟市政燃气管道中燃气的流动，然后根据模型的预算值与实际的检测值进行比较以判断是否发生泄漏。模型使用的方程涉及到动态平衡、质量平衡、能量平衡以及流体状态方程等等。动态模型法要在市政燃气管道的出入口以及管道沿线测量管道内的流量以及压力，并且设置的测量点越多，检测的效果就越好。动态模型法对泄漏检测的灵敏度高，能够对燃气管道进行连续检测，并且实现精确定位，但是误报的概率比较高。

2 市政燃气管道泄露检测技术的发展

目前，市政燃气管道泄漏检测中使用的直接或者间接检测法虽然比较简单、容易维护，并且检测费用也不高，但是难以适应燃气管道发生变化后的运行条件。近年来市政燃气管道泄漏检测技术也逐步得到发展，一些新的检测技术开始运用到燃气管道的泄漏检测当中。

2.1 气体敏感检测法

气体敏感检测法使用一种叫做嗅敏仪的便携式检测仪器，它的检测探头是燃气传感器。在检测的过程当中，检测人员携带传感器和检测器沿着管道移动，如果空气中含有超过预设浓度的燃气，检测仪器就会自动报警。通常情况下采用气体敏感检测法的仪器每天可以检测8km左右的燃气管道。

2.2 声波检测法

当燃气管道发生泄漏时会产生频率超过20kHz的振荡，这一频率属于超声波的范围之内，可以用相应的传感器进行检测。检测器通过判断信号的强度精确定位泄漏地点。负压法也是一种声学检测法，它的核心部件是压力传感器，通过检测燃气管道中泄漏导致的扩张波来进行判断。负压法可以直接检测到扩张波并在检测到扩张波后立刻报警，进而根据声速来计算泄漏的位置。泄漏扩张波的传播速度大约为0.32km/s，所以在危险地段3.2km～6.4km间隔安装检测器，就可以在短时间内检测到泄漏。但是负压法检测泄漏时需要消除燃气管道内的背景噪声。

2.3 管内智能检测器

近几年来，智能清管器已经开始广泛运用于市政燃气管道内部情况的实时检测，泄漏检测器只是其中的一种。它的工作原理是声辐射原理或者压差法。声辐射原理可以探测管道泄漏导致的在20kHz～40kHz范围之内的声音，然后使用标定系统和里程表来对定位泄漏地点。压差法则使用带有测压装置的仪器，通过检测泄漏处在燃气管道内产生的最低压力区来确定泄漏，检测的管道要单独进行操作，所以检测过程中管道不能继续运行。智能清管器泄漏检测的敏感性好，定位精准，缺点是难以进行连续的检测。

检测燃气管道泄漏的方法有很多，具体到某条管道要使用哪种检测方法就应当综合考虑管道传输介质的参数、设计参数以及数据通讯能力等因素来进行选择，并没有一种放之四海而皆准的检测技术。在城市燃气管道的泄漏检测中气体敏感法运用的比较广泛，但是此方法难以精准地定位泄漏点，所以能够精确定位的声波检测法在市政燃气管道泄漏检测中有着广阔的发展前景。

总而言之，做好市政燃气管道泄漏的检测工作关系到城市居民的日常生产生活以及生命财产安全，任何时候都不能掉以轻心。有关部门和从业人员必须紧跟时代潮流，不断改进检测技术，避免市政燃气管道泄漏事故的发生。

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1674-6708（2010）28-0071-02