[发明专利]一种自动搜索定位化学品输送管道泄漏点的方法和设备

说明书

本发明公开了一种自动搜索定位化学品输送管道泄漏点的方法和设备，应用伴随方法，快速计算气体扩散影响系数分布，为泄漏点定位提供定量依据；利用气体扩散影响系数分布信息，应用基于相关系数的最优拟合算法，对泄漏点进行定位计算；将传感器监测数据、气象数据、气体扩散规律相结合，提高气体泄漏点定位效率，通过定位算法缩小搜索范围，减少人员现场排查时间，降低安全风险；该方法和设备综合利用了化学气体浓度传感器和气象传感器移动到不同位置获取的信息差异，应用了气体扩散的烟羽分布物理规律，巧妙运用伴随方法提高计算效率，整体上提升了泄漏点定位精度和定位速度。

技术领域

本发明属于化学工业安全技术领域，具体涉及一种自动搜索定位化学品输送管道泄漏点的方法和设备。

背景技术

化学气体泄漏定位是化学工业安全隐患排查和风险防范的一项重要技术。

常用的泄漏定位方法如LDAR方法，是利用监测仪器对化学储存设施或传输管线进行逐点巡查，寻找泄漏点，该方法费时费力，对于大规模的化工园区，很难经常实施。另一种方法是安装气体传感器，当检测到空气中的泄漏气体，便引发报警，提示安全人员进行现场排查。由于费用和技术工艺等原因，传感器的分布密度不能够无限增大，而泄漏点与传感器往往并不重合，根据报警信息进行泄漏定位依然费时费力，且随着排查耗时的增加，对现场人员的危险性也在增加。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种自动搜索定位化学品输送管道泄漏点的方法和设备，以提高泄漏点排查的自动化水平和精准定位的能力。

一种定位化学气体泄漏点的方法，包括如下步骤：

在化学气体管道附近，沿其延伸方向设置一条监测轨道；采用化学气体浓度传感器和气象要素传感器同时在监测轨道上运动，并分别监测气体浓度和气象要素；

根据化学气体浓度传感器的位置p_i、气象要素中的三轴风速(u,v,w)以及三轴方向的气体扩散系数(K_x,K_y,K_z)，求解以下气体扩散伴随方程，得到气体扩散影响系数的分布Φ：

其中，建立以化学气体区域内竖直向上为z轴，平行于水平面的两个任意互相垂直方向为x轴和y轴的三维直角坐标系，三轴风速(u,v,w)即为x,y,z轴的风速；

确定监测轨道上化学气体浓度传感器所在位置前后两个点的扩散影响系数值，并分别求前、后两点相对于当前位置的扩散影响系数的梯度，控制传感器向梯度较小点的方向运动，运动过程中，化学气体浓度传感器持续监测气体浓度，并判断：

如果浓度继续增加，则化学气体浓度传感器继续沿同方向移动；如果气体浓度下降，则改变运动方向，并减慢速度；

当监测的气体浓度无明显变化，化学气体浓度传感器停止运动；

过当前化学气体浓度传感器位置沿下风向做直线，直线与气体管道的交点即为泄漏点的位置。

一种定位化学气体泄漏点的设备，包括传感搜索定位模块和轨道移动平台；

所述轨道移动平台可沿在化学气体管道附近，并沿其延伸方向设置的监测轨道上运动；

所述传感搜索定位模块由所述轨道移动平台带动移动；

传感搜索定位模块包括化学气体浓度传感器、气象要素传感器和计算定位系统；气体浓度传感器用于实时获取特定气体的浓度；气象要素传感器用于实时获取气象数据；当气体浓度超过设定值，启动报警；计算定位系统根据气体浓度数据和气象数据进行泄露点的搜索定位计算，具体为：