鍋爐排水管由安裝單位根據現場情況敷設，大部分沿鍋爐敷設。這種管道的泄漏有以下幾種情況:管道敷設接頭背面焊接條件差，焊接缺陷多，導致泄漏；管道與閥門對接處泄漏較多，多是因為管道沒有開槽，對口不同心，偏位，對接強烈。集箱管接頭與管道之間的對接或焊接停止線泄漏主要是由於管道固定在鋼架上，集箱隨鍋爐壹起膨脹，由於鍋爐頻繁啟停導致接頭疲勞；管道因內外腐蝕減薄而爆裂，主要是內部排水不暢和外部雨水腐蝕造成的。對於這種泄漏，可以通過光譜和厚度測量檢查鍋爐排汙排水管，更換變薄的管子，並重新焊接所有安裝接頭，進行無損檢測。重新調整膨脹不良的管道。
過熱器、再熱器的減溫水管也會泄漏，有以下幾種情況:減溫水流量孔板泄漏，由於鍋爐原減溫水流量孔板為法蘭式，布置緊湊，各支管流量、溫度不等；管道泄漏多是由於減溫水管壹般並排敷設，管與管之間的間隙很小甚至沒有間隙，導致運行中因振動而磨損泄漏；由於介質沖刷和管壁減薄造成的泄漏主要發生在彎頭處；管道焊縫泄漏主要是由於缺少坡口和焊接缺陷多造成的。為解決上述問題，可采取以下措施:(1)將法蘭流量孔板改為焊接式，並適當拉開距離，以便於維修和操作；檢查並測量減溫水管的厚度，更換壁較薄的管子，並重新焊接所有無坡口的接頭；合理布置和固定管道系統，避免摩擦，並采取防雨措施進行保溫，避免外部腐蝕。
由於鍋爐主、再熱蒸汽系統和給水系統的溫度套管大多帶有螺紋，隨著運行後啟停次數的增加，管內介質流動會引起振動，導致溫度套管螺紋處泄漏，在焊修或機組調解時需要更換溫度套管，給安全經濟運行帶來壹定威脅。處理措施是通過機組大修將螺紋測溫套管改為焊接測溫套管。
分析了國內外輸油管道泄漏檢測方法，探討了油田輸油管道防盜監測的方法。針對輸油管道防盜監控問題，指出輸油管道防盜監控系統的關鍵技術是管道泄漏檢測報警和泄漏點的準確定位，並介紹了輸油管道泄漏監控系統在勝利油田的應用。
關鍵詞:
輸油管道泄漏監測與防盜
泄漏是輸油管道運行的主要故障。特別是近年來，輸油管道穿孔和腐蝕穿孔引起的漏油事故頻繁發生，嚴重幹擾了正常生產，造成了巨大的經濟損失。僅勝利油田每年的經濟損失就高達數千萬元。因此，輸油管道泄漏監測系統的研究和應用已經成為石油領域迫切需要解決的問題。先進的管道泄漏自動監測技術能夠及時發現泄漏並迅速采取措施，從而大大減少盜油案件的發生和漏油損失，具有明顯的經濟效益和社會效益。
國內外1輸油管道泄漏監測技術現狀
輸油管道泄漏自動監測技術在國外已經得到廣泛應用，美國等發達國家的立法要求管道必須采用有效的泄漏監測系統。
輸油管道泄漏檢測主要有三種方法:生物法、硬件法和軟件法。
1.1生物法
這是壹種傳統的檢漏方法，主要利用人或經過訓練的動物(狗)沿管道行走，檢查管道附件的異常情況，聞管道內釋放的氣味，聽聲音等。這種方法直接、準確，但實時性差，耗費大量人力。
1.2硬件方法
主要有視覺探測器、聲學探測器、氣體探測器、壓力探測器等。視覺探測器使用溫度傳感器來測量泄漏處的溫度變化，例如沿管道鋪設的多傳感器電纜。當管道發生泄漏時，當流體流出管道時，聲波探測器會發出聲音。聲波以由管道中流體的物理特性決定的速度傳播。聲波探測器檢測到這種波，並找到泄漏。如美國休斯頓聲學公司(ASI)開發的聲學檢漏系統(wavealert)由多組傳感器、解碼器、無線發射器等組成。天線伸出地面與控制中心聯系。這種方法受到檢測範圍的限制，並且必須沿著管道安裝許多聲學傳感器。氣體檢測器需要使用便攜式氣體采樣器沿著管道行走來檢測泄漏的氣體。
1.3軟件方法
它利用SCADA系統提供的流量、壓力和溫度數據，通過流量或壓力變化、質量或體積平衡、動態模型和壓力點分析軟件等方法檢測泄漏。國外公司非常重視輸油管道的安全運行，管道泄漏監測技術相對成熟，並得到廣泛應用。經過長期的研發，殼牌公司生產了壹種新的管道泄漏檢測系統，商標為ATMOS Pine。ATMOS Pine基於統計分析原理設計，采用優化的序列分析法(序列概率比檢驗法)測量管道進出口流量和壓力的整體行為變化來檢測泄漏，具有先進的圖形識別功能。該系統可檢測1.6kg/s的泄漏，無虛警。
目前，國內油田大部分長輸輸油管道沒有安裝自動檢漏系統，主要依靠人工沿管道巡檢和人工讀取管道運行數據，這對管道的安全運行非常不利。我國長輸輸油管道泄漏監測技術的研究從上世紀90年代就有報道，但真正有所突破並在生產中發揮作用還是最近兩年的事情。清華大學自動化系、天津大學精密儀器研究所、北京大學、石油大學都做過這方面的研究。如天津大學研制的管道運行狀態及泄漏監測系統(壓力波法)在中洛線(中原-洛陽)濮陽首站至滑縣段安裝，清華大學研制的泄漏檢測系統(主要是負壓波法結合壓力梯度法)在東北管道局1993應用。
管道泄漏監測技術研究
通過對國內外各種管道泄漏檢測技術的分析比較，結合輸油管道防盜監測的特殊要求，勝利油田油氣集輸公司等單位組織了廣泛深入的調查研究。
防盜監控系統的技術關鍵解決了兩個問題:壹是管道泄漏檢測的報警，二是泄漏點的準確定位。針對這兩項關鍵技術，勝利油田采用的技術思路是:壓力波(負壓波)檢測法為主，流量檢測法為輔。
2.1系統硬件組成
①計算機系統:在管道的上下遊端安裝壹臺工業控制計算機，用於數據采集和軟件處理。
②壹次儀表:壓力變送器
溫度傳感器
流量傳感器
③數據傳輸系統:采用兩套擴頻微波設備進行實時數據傳輸。
2.2泄漏檢測方法
2.2.1負壓波法
長輸管道發生泄漏時，由於管道內外的壓力差，泄漏處的壓力突然下降，泄漏處周圍的液體因壓力差補充泄漏，造成管道內的負壓波動。這個過程從泄漏點向上向下傳播，呈指數衰減，逐漸趨於平靜。這種壓降波動與正常的壓力波動有很大的不同，它有壹個幾乎垂直的鋒面。管道兩端的壓力傳感器接收管道的瞬態壓力信息來判斷泄漏的發生，通過測量泄漏時產生的瞬時壓力波與壓力波在管道中傳播速度的時間差來計算泄漏點的位置。為了克服噪聲幹擾，可以采用小波變換或相關分析、基於隨機變量之差的kullback信息測度檢測等方法對壓力信號進行處理。前蘇聯在20世紀70年代開始研究和使用自動檢漏技術，負壓波檢漏系統的普及使輸油管道泄漏事故減少了88%。負壓波在管道中的傳播規律與聲波、水錘波相同，其速度取決於管壁的彈性和液體的可壓縮性。國內實測，平均油溫為44℃，密度為845kg/m3時，大慶原油管道水錘波的傳播速度為1029m/s。對於壹般的原油鋼質管道，負壓波的速度約為1000 ~ 1200m/s，頻率範圍為0.2~20kHz。負壓波法對突然泄漏很敏感，3min 3分鐘就能檢測出來。適用於監測不法分子在管道上鉆孔偷油，但對緩慢增加的腐蝕泄漏不敏感。
負壓波法響應速度快，定位精度高。其定位公式為
壓力測點p1和p2分別設置在上遊和下遊。當管道在X處泄漏時，發生泄漏。
負壓波以壹定的速度α向兩側傳播，在t和t+τ0處被傳感器p1和p2檢測到，並對壓力信號進行處理，其中α為波速，L為p1和p2之間的距離。
無泄漏時，相關系數φ (τ)維持在某壹值附近；發生泄漏時，φ (τ)會發生變化，當τ = τ 0時，φ (τ)達到最大值。
理論上，定位公式如下:
式中:X泄漏點與首端測壓點之間的距離m。
l管道總長度m
壓力波在管道介質中的傳播速度m/s
接收壓力波的上遊和下遊壓力傳感器之間的時間差s
從上式可以看出，為了實現精確定位，需要精確計算壓力波在管道介質中的傳播速度a和上下遊壓力傳感器接收壓力波的時間差。
①壓力波在管道介質中傳播速度的確定
壓力波在管道中的傳播速度取決於液體的彈性、液體的密度和管道的彈性；
式中，α為壓力波在管道中的傳播速度，m/s；
K——液體的體積彈性系數，Pa；
ρ——液體的密度，kg/m；
e-管道的彈性，pa；
D——管道的直徑，m；
E——壁厚，m；
C ——與管道約束條件相關的修正系數；
公式中，彈性系數k和密度ρ隨原油溫度而變化。因此，必須考慮溫度對負壓波速度的影響，並對負壓波速度進行溫度修正。在理論計算的基礎上，結合反復的現場試驗，可以準確地確定負壓波的波速。
②壓力波時差的確定
確定壓力波時差，需要捕捉兩端壓力波的拐點，需要采用有效的信號處理方法，如Kullback信息測量法、相關分析法、小波變換法等。
③模式識別技術的應用
泵、閥門、澆註等正常操作也會產生負壓波。為了消除這些負壓波的幹擾，系統采用了先進的模式識別技術。根據生產運行產生的漏波和負壓波波形的差異，經過現場反復模擬測試，提高了系統的報警精度，減少了誤報。
流量檢測
在管道正常運行的情況下，管道的輸入流量和輸出流量應該是相等的，發生泄漏時必然會產生流量差，上遊泵站的流量增大，下遊泵站的流量減小。但由於管道本身的彈性、流體性質變化等諸多因素的影響，第壹、二端的流量變化有壹個過渡過程，所以這種方法不夠準確，無法確定泄漏點的位置。該系統已在德國塔爾原油管道安裝使用。將超聲波流量計夾在管道外進行測量，然後根據管道的溫度和壓力變化計算出管道內的總量。壹旦出現不平衡，就說明有泄漏。日本在輸油管道商法中也規定了這種檢漏系統的使用，規定30s內檢測到泄漏量超過80L時會報警。流量差法不夠靈敏，但可靠性高。當它與壓力波結合使用時，可以大大減少誤報警。
3應用效果及推廣
經過勝利油田組織的專家驗收和現場測試，系統達到的主要技術指標如下:
①最小泄漏監測靈敏度:單位時間總吞吐量的0.7%；
②報警點定位誤差:≦實測管長的2%；
③報警響應時間:≦200秒。
勝利油田輸油管道泄漏監測報警系統整體水平在國內處於領先地位，應用效果和推廣規模良好。目前，該檢漏系統已在勝利油田油氣集輸公司輸油管道推廣使用，取得了明顯的效益，多次抓獲盜油分子和破壞分子，有效打擊了盜油犯罪，每年為油田減少經濟損失654.38+00多萬元，為管道的安全運行提供了保障。
4結論
4.1利用負壓波結合流量監測輸油管道泄漏是有效可靠的；
4.2基於油田局域網的實時數據傳輸可以提高泄漏監測系統的響應速度，實現全自動泄漏監測、報警和定位；
4.3在輸油管道上安裝管道泄漏監測系統，可以保證管道的安全運行，明顯減少盜油事故的發生，具有明顯的社會效益和經濟效益。