摘要：分析了长输管道泄漏检测中各种常用的泄漏检测及定位方法的优势及局限性，针对城市燃气管网网络拓扑结构及多管耦合结构的特殊性，对各种泄漏检测及定位方法在城市燃气管网中应用的可行性进行了分析。提出应多种方法综合使用，将软件检测方法与硬件检测方法相结合。
关键词：燃气管网；泄漏检测；泄漏定位
Feasibility of Leak Detection and Location Methods Used for Gas Pipeline Network
CA0 Lin，ZHA0 Jin-hui，TAN Yu-fei
Abstract：The advantages and limitations of conventional leak detection and location methods used for gas transmission pipeline are analyzed. According to the speciality of network topology structure and multiple pipe coupling structure of urban gas pipeline network，the feasibility of different leak detection and location methods used for urban gas pipeline network are analyzed. It is put forward that the several methods should be used comprehensively，and the software detection method should be combined with the hardware detection method.
Key words：gas pipeline network；leak detection：leak location
目前，国内外对管道的泄漏检测及定位的研究，大多是针对输气、输油的长输管道。对于城市燃气管网，一方面与长输管道一样，具有长期使用性、埋地隐蔽性的特点；另一方面由于城市燃气管网在城市中成环状或枝状网络分布，形成网络拓扑结构和多管耦合结构，管网中还包括凝水缸、阀门井等附属设施；另外各种野蛮施工、私挖乱建等问题，极易造成城市燃气管网的泄漏事故，且城市燃气管网终端是城市居民，操作可靠性明显低于企业人员，燃气泄漏的后果严重，极易造成中毒、爆炸等人身伤亡事故和环境污染问题。
因此，针对城市燃气管网的特殊性，分析各种常规泄漏检测及定位方法在城市燃气管网中应用的可行性，十分必要。
1 基于硬件的泄漏检测方法
除了使用常规的泄漏检测仪器外，有以下几种方法。
① 直接观察法
由有经验的管道工人或经过训练的动物沿管道行走，通过看、闻、听或其他方式，直接检查管道的泄漏情况，其检测精度依赖于检测人员的经验[1]。这种检测方法耗时长、费力、检测周期长、检测精度不高，一般只能检测较大量的泄漏，且不能实现管道在线实时检测。该法不受管道结构限制，可以适用于城市燃气管网。
美国OILTON公司近年开发出一种机载红外线检测技术：由直升飞机带着高精度红外线摄像机沿管道飞行，通过分析管道输送介质与周围土壤的细微温差，来确定管道是狗泄漏，并用光谱分析进行定位，该法检测费用较高，不适合我国国情。
② 电缆检漏法
沿管道敷设特殊的电缆，当泄漏物质渗入到电缆里时，电缆的相关属性发生变化，从而实现泄漏的检测和定位。目前常用的电缆有油溶性电缆、渗透性电缆、分布式传感器电缆3种旧1。该种检测方法灵敏度、定位精度都很高，对小泄漏也可精确定位。缺点是电缆的造价高，且电缆一旦沾染泄漏物后就需更换。
电缆检漏法对管道结构没有特殊要求，可应用于城市燃气管网。目前需解决的关键问题是检测电缆的费用和泄漏后及时更换问题，需要开发出新型检测电缆，降低成本，进而在城市燃气管网的泄漏检测中推广使用。
③ 管内检测球法
将检测球放入管内进行探测，利用超声技术、视觉技术、漏磁技术等采集大量数据后，进行综合分析以判断泄漏点[3]。该方法检测精度较高，误报率较低；缺点是检测周期长，无法实现在线实时检测，且由于探测球是在管内随管内介质流动，极易在弯头、阀门等位置发生堵塞现象，因而该方法不适合于弯头、阀门很多的城市燃气管网的泄漏检测。
④ 示踪剂检测法
将放射性物质掺入到管道输送的介质中，在管道发生泄漏的部位，放射性示踪剂随泄漏介质一起流到管道外，附着于泥土中。利用示踪剂检漏仪在管道内部沿线检测，记录泄漏出示踪元素的放射性，根据记录曲线，可判断泄漏点的位置[4]。该法对微量泄漏检测的灵敏度和定位精度都很高，缺点是不能在线实时检测。同管内探测球法一样，由于该法需要使用示踪剂检漏仪在管内随介质流动，会发生同样的堵塞问题，因而不适合燃气管网的泄漏检测。
⑤ 光纤检测法
在管道敷设的同时敷设一条或几条光缆，利用光纤作为传感器，采集管道周围的压力、温度等信号，传送给中心服务器，通过对信号的分析和处理，对管道泄漏进行判断和准确定位[5]。目前该方法在管道泄漏检测及定位中有很大的应用空间。光纤检测法抗干扰性强，信号传输方便，灵敏度高，且不会发生类似电缆检测的失效问题。由于沿管道外部敷设，不受管网节点、阀门等限制，因此该法是城市燃气管网泄漏检测中应优先考虑的硬件检测方法，需要解决的问题是经济性问题。
2 基于软件的泄漏检测方法
① 负压波法[6]
该法是目前国内外普遍看好的泄漏检测技术。原理见图1，当管道泄漏时，泄漏点C处会因为流体介质的流失而压力降低，形成负压力波，向管道上下游传播，在管道的首末端设置压力传感器A和B，对泄漏时产生的负压力波信号x1(t)和x2(t)进行收集和相关分析，得到相关分析，得到相关数据Rx1,x2曲线(见图2)。
图中Rx1,x2——信号x1(t)和x2(t)的相关函数
t——时间，s
tm——相关分析曲线的峰值点对应的时间，反映了同一个泄漏信号源在管壁中传递到两个传感器的时差，s
泄漏点距两传感器距离中点的距离l可用下式计算：
式中l——泄漏点距两传感器距离中点的距离，m
炼油装置中管道硫化氢腐蚀及防护
长输燃气管道的安全保护距离
