外文翻譯范例1

1、北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(外文翻譯)氣體和液體管道的統(tǒng)計(jì)泄漏檢測(cè)Dr Xue Jun ZhangSpecialist Engineer, Shell UK Ltd, Stanlow , UK 專業(yè)工程師 英國(guó)殼牌有限公司 英國(guó)班級(jí)：測(cè)控0303 姓名：茍武侯 學(xué)號(hào)：200342081摘要：阿姆斯特丹的殼牌研究中心和Stanlow Manufacturing Complex on Merseyside開發(fā)了一種新的管道泄漏檢測(cè)系統(tǒng)。許多氣體和液體管道已經(jīng)開始應(yīng)用該系統(tǒng)。本文詳述了該檢測(cè)系統(tǒng)在兩條液丙烯管道、兩條低壓乙烯管道和一條含硫氣體管道中的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。這些應(yīng)用表明該系統(tǒng)可輕松地適用于變化的運(yùn)行

2、需要。同樣，該系統(tǒng)便與維護(hù)并且相對(duì)于常規(guī)的基于軟件的系統(tǒng)所需的計(jì)算量要少的多。引言盡管已有很多的檢測(cè)系統(tǒng)可用于管道泄漏的檢測(cè)和定位，但在工業(yè)應(yīng)用中卻很少得到實(shí)際的應(yīng)用。對(duì)于管道運(yùn)行企業(yè)，檢測(cè)管道的完整性更為普遍的是采用質(zhì)量守恒定律，這個(gè)定律基于管道兩端進(jìn)出口流量的檢測(cè)。這種方法簡(jiǎn)單并且通常無需花費(fèi)資金在軟件的安裝和維護(hù)上。但是當(dāng)管道的運(yùn)行狀況頻繁變化時(shí)，它就不能有效的工作。考慮到流體力學(xué)，實(shí)時(shí)管道模型被開發(fā)用于泄漏檢測(cè)和判斷?；谀Ｐ偷南到y(tǒng)需要大量的模型數(shù)據(jù)和計(jì)算，并且通常安裝和維護(hù)這些系統(tǒng)的費(fèi)用很昂貴。近來，殼牌公司開發(fā)了一種高效的泄漏檢測(cè)系統(tǒng)，它不需要復(fù)雜的管道模型，這個(gè)系統(tǒng)對(duì)泄漏的統(tǒng)計(jì)概

3、率進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算機(jī)與管道進(jìn)、出口處測(cè)得的流速和壓力。在最佳的檢測(cè)時(shí)間，序貫概率比測(cè)試方法被使用。當(dāng)確定檢測(cè)到一個(gè)泄漏后，將使用流量、壓力測(cè)量值和統(tǒng)計(jì)平均值對(duì)泄漏將進(jìn)行評(píng)估，最小二乘法用于泄漏的定位。1990年10月以來，該系統(tǒng)在幾個(gè)運(yùn)行的管道中得到了成功實(shí)施，包括：兩條長(zhǎng)37公里、直徑4英寸的液丙烯管道；兩條長(zhǎng)41公里、直徑6/8英寸的低壓乙烯（氣體）系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)；和一條長(zhǎng)73公里、直徑18英寸的含硫氣體管道。在以上管道中，進(jìn)行了大量的野外測(cè)試，達(dá)到了可靠的工作性能。當(dāng)該系統(tǒng)和基于動(dòng)態(tài)模型的通透同時(shí)對(duì)受控的直徑為18英寸的管道泄漏進(jìn)行測(cè)量時(shí)，相比之下，該系統(tǒng)表現(xiàn)的更好。這個(gè)系統(tǒng)最主要的突破在于可與

4、取得良好的運(yùn)行性能而無需建立復(fù)雜的管道模型，這恰恰是常規(guī)的基于模型的系統(tǒng)需要的。因此，需要用于裁定該系統(tǒng)是否適用于特殊的管道的工作量顯著的減少了。這已在我們對(duì)液丙烯和乙烯管道的實(shí)際運(yùn)行中得以證實(shí)。另外，相對(duì)于常規(guī)的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)安裝費(fèi)用低且易于維護(hù)，它很低的計(jì)算需求量是在個(gè)人計(jì)算機(jī)上運(yùn)行該系統(tǒng)成為可能。1 殼牌公司的統(tǒng)計(jì)管道泄漏檢測(cè)系統(tǒng)這種新的管道泄漏檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法來檢測(cè)進(jìn)出口處的流量和壓力的綜合狀態(tài)的變化情況。盡管控制和操作會(huì)因?yàn)楣艿赖淖兓兓?，?dāng)管道的一處泄漏發(fā)生之后，管道壓力和流量的關(guān)系也將總是隨之改變。例如，泄露可能導(dǎo)致管道壓力增加和引起進(jìn)出口處流速的不一致。殼牌公司的統(tǒng)計(jì)管道

5、泄漏檢測(cè)系統(tǒng)正是為了檢測(cè)這種變化而設(shè)計(jì)的。在沒有泄露的情況下，質(zhì)量守恒定律決定了，進(jìn)出口流速的差值應(yīng)等于這段管道中存量的變化量。因此，以下公式就等于零。 （1） 稱作 時(shí)刻流量不平衡修正量，實(shí)際上由于儀表的內(nèi)部差異和流體的可壓縮性等原因, 該值通常圍繞一個(gè)不為零的量波動(dòng)。在整個(gè)管道網(wǎng)絡(luò)中，代表進(jìn)口分支處的流量，則表示出口分支處的流量。這里假設(shè)整個(gè)管道網(wǎng)絡(luò)有M個(gè)進(jìn)口分支，N個(gè)出口分支。是采樣期間t到t-1時(shí)刻管內(nèi)存量的變化量。是管內(nèi)壓力改變量的函數(shù)，并且，我們的實(shí)際操作的經(jīng)驗(yàn)表明可能與管內(nèi)存量和平均壓力成線性關(guān)系。在以上工程中，除非管道發(fā)生泄漏或儀器出現(xiàn)故障，的平均值保持不變。而管道泄漏與儀器故

6、障這兩種形式的錯(cuò)誤模型的區(qū)別只能在進(jìn)一步的分析之后才能區(qū)分出來。例如，泄露定位或者儀器改變方式識(shí)別。為簡(jiǎn)明起見，本文中只考慮泄漏的情況。為了有效的檢測(cè)泄漏并且保持很低的誤報(bào)率，Wald提出的SPRT（序貫概率比檢測(cè)）被應(yīng)用于判斷無泄漏假設(shè)和泄漏假設(shè)。例如：滿足均值為m，方差為的高斯分布；：滿足均值為m+，方差為的高斯分布。m是正常工況（無泄漏）下的平均值，是由泄漏量大小決定的、需要檢測(cè)的參數(shù)。考慮到儀器隨時(shí)間的零點(diǎn)漂移，在無泄漏時(shí)期使用可用的方法使m緩慢的升高。的值取決于管道內(nèi)流量和壓力的波動(dòng)情況。設(shè)計(jì)一個(gè)有效的泄漏檢測(cè)系統(tǒng)，一系列的假設(shè)檢驗(yàn)可以在相似的情況下運(yùn)行對(duì)于不同的的值。同樣對(duì)于在變化

7、的操作條件下的管道，不同的的值也可以被使用。SPRT檢驗(yàn)的相對(duì)于檢驗(yàn)假說H0的檢驗(yàn)假說H1轉(zhuǎn)化為以下累計(jì)和的計(jì)算： （2）因?yàn)樵谝陨系幕貧w式中累計(jì)和被更新，它所需的計(jì)算量較常規(guī)的管道泄漏檢測(cè)系統(tǒng)要少。通過將在線計(jì)算值與一個(gè)預(yù)設(shè)的初始值A(chǔ)相比較，泄露警報(bào)能夠觸發(fā)。當(dāng)檢測(cè)到一個(gè)泄漏時(shí)，對(duì)泄露量進(jìn)行評(píng)估，通過從的平均值中減去在線更新的m的值得出。對(duì)于單進(jìn)口、單出口的管道，泄露定位可以通過最小二乘法來執(zhí)行，公式如下： （3）是在線計(jì)算得到的相應(yīng)的在進(jìn)出口處的 壓力和流量的采樣平均值。L是管道的長(zhǎng)度，是泄漏點(diǎn)的位置，K是由摩擦因素、流體密度和管道直徑?jīng)Q定的常量。對(duì)于多進(jìn)口、多出口的管道的泄漏定位本文不討

8、論。以上的泄漏檢測(cè)系統(tǒng)被定做與三種不同的實(shí)際運(yùn)行的管道。下面介紹一些關(guān)于這些實(shí)際運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)。2 運(yùn)行情況液丙烯管道圖1展示了兩條液丙烯管道，這兩條管道平行鋪設(shè)于丘陵地帶，全長(zhǎng)37公里，整個(gè)管道有16個(gè)閥門井，并且兩個(gè)管道的直徑均為4英寸。B管道的摩擦力要遠(yuǎn)大于A管道，例如，管道的天吞吐量為350噸，B管道的壓降比A管道高10匹。圖1。液丙烯管道的布局因?yàn)椴煌倪\(yùn)行需求，丙烯可以按以下的方式輸送：通過管道A和管道B；只通過管道A；只通過管道B。最初只在管道A中運(yùn)用殼牌泄漏檢測(cè)系統(tǒng)。1992年夏天，這兩個(gè)管道出現(xiàn)頻繁的開關(guān)動(dòng)作。調(diào)查研究表明，為A管道設(shè)計(jì)的泄漏檢測(cè)系統(tǒng)可以很快的適用于B管道。因此，

9、只花費(fèi)了很少的精力，這套系統(tǒng)就被認(rèn)定可以檢測(cè)A、B管道中的任意一條管道或者整個(gè)兩條管道的泄漏，包括閥門的開關(guān)過程。這已被證明是殼牌系統(tǒng)相比常規(guī)的基于模型的系統(tǒng)最大的優(yōu)勢(shì)。正是這些管線中使用這套系統(tǒng)，才節(jié)省了大量的時(shí)間和資金。殼牌泄漏檢測(cè)系統(tǒng)能夠檢測(cè)到只有管道總吞吐量0.5%的泄漏量，并評(píng)估泄漏的程度和位置。他被證明是一套可靠的系統(tǒng)，設(shè)備操作員對(duì)其的可靠性深信不疑。如圖2所示，在無泄漏發(fā)生時(shí)，流量不平衡修正量的平均值并不等于零。這個(gè)差異是由于測(cè)量的不準(zhǔn)確性造成的。然而，一旦泄漏發(fā)生，平均值明顯增加（如圖2）。9.3%的泄漏量可在1.7分鐘之內(nèi)檢測(cè)出；在確定接受到泄漏警報(bào)之后很短的幾分鐘之內(nèi)，即可

10、完成泄漏點(diǎn)定位，誤差為1%。圖2。不平衡流量，145分鐘時(shí)發(fā)生泄漏在野外測(cè)試中，模擬了0.5%到9.5%的泄漏量。測(cè)試結(jié)果表明當(dāng)泄漏量增加時(shí)，檢測(cè)時(shí)間和對(duì)泄漏點(diǎn)的定位的誤差都呈指數(shù)下降。記錄顯示，盡管儀器精度對(duì)于泄漏檢測(cè)時(shí)間并不關(guān)鍵，但儀器精度顯著影響泄漏點(diǎn)定位的誤差，在小泄漏量發(fā)生時(shí)尤為明顯。殼牌泄漏檢測(cè)系統(tǒng)誤報(bào)率很低。在1991年10月至1993年3月期間，沒有發(fā)生單一的損害報(bào)警。然而，當(dāng)儀器的非線性特性引起的進(jìn)出口處流速的差值增加時(shí)，這里會(huì)有一些引起誤報(bào)警的偶然事件。1992年5月，殼牌泄漏檢測(cè)系統(tǒng)成功通過了英國(guó)管道健康及安全運(yùn)行協(xié)會(huì)的認(rèn)證。低壓乙烯管道1991年3月，殼牌泄漏檢測(cè)系統(tǒng)被

11、安裝在一條低壓乙烯管道上，這是該系統(tǒng)第一次用于在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。如圖3所示，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管到有兩個(gè)可用的乙烯進(jìn)料口，和兩個(gè)出料口，同前面講的丙烯管道類似，乙烯可以通過兩條管道中的任意一條或整個(gè)兩條管道輸送。自1991年3月起，按以下運(yùn)行方式進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)：由供應(yīng)者1供應(yīng)乙烯；由供應(yīng)者2供應(yīng)乙烯；乙烯只輸送給用戶1；乙烯只輸送給用戶2；乙烯輸送給用戶1和用戶2，只用A管道運(yùn)輸乙烯；只用B管道運(yùn)輸乙烯；同時(shí)用A、B管道運(yùn)輸乙烯。圖3。低壓乙烯管道盡管，最初的泄漏檢測(cè)系統(tǒng)是為向客戶1和客戶2輸送乙烯的管道B設(shè)計(jì)的。它被認(rèn)定可以根據(jù)需要在以上提出的各種方案中運(yùn)行。在1992年6月到9月期間，開始對(duì)兩個(gè)管道進(jìn)行檢

12、查。為了維持箱對(duì)客戶正常的乙烯供應(yīng)，在兩個(gè)管道間會(huì)有頻繁的閥門開關(guān)動(dòng)作發(fā)生。從1992年12月起，兩個(gè)管道開始同步輸送乙烯。在實(shí)際管道運(yùn)行狀況下，這套泄漏檢測(cè)系統(tǒng)被證明對(duì)以上的各種變化是足夠適應(yīng)的。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管道增加新的工作類型時(shí)，相比常規(guī)的基于軟件的系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于安裝和調(diào)試的費(fèi)用要明顯低的多。在安裝殼牌泄漏檢測(cè)系統(tǒng)之后，進(jìn)行了大量可控泄漏的仿真。最小泄漏量模擬整個(gè)管道吞吐量的3%，能在3個(gè)小時(shí)之內(nèi)檢測(cè)出。由于只能在供應(yīng)口和輸出口進(jìn)行測(cè)量，這套系統(tǒng)不包括對(duì)泄漏點(diǎn)的定位。由于乙烯氣體的可壓縮性和運(yùn)行狀況的大幅度變化，這套系統(tǒng)比丙烯系統(tǒng)的靈敏度差。含硫氣體管道運(yùn)行在含硫氣體管道（位于荷蘭）的這套

13、系統(tǒng)，只設(shè)計(jì)為野外測(cè)試。由于測(cè)試計(jì)劃的時(shí)間限制，整個(gè)方案的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試都是在很短的時(shí)間內(nèi)完成的。含硫氣體管道的布局如圖4所示，管道全長(zhǎng)73公里，直徑18英寸；另外，壓力和流量均在管道的進(jìn)出口處測(cè)得，在管線中用五處監(jiān)測(cè)站可測(cè)量管道的壓力。圖4。含硫氣體管道布局在野外測(cè)試期間，一系列的泄漏在泄漏點(diǎn)1、2發(fā)生（圖4）。最小泄漏量模擬管道吞吐量的0.7%，最長(zhǎng)只需2小時(shí)即可檢測(cè)到泄漏。這套系統(tǒng)成功的檢測(cè)到了所有模擬的泄漏量，并且對(duì)泄漏量的評(píng)估結(jié)果是令人滿意的。然而，當(dāng)模擬一個(gè)大的泄漏量（管道吞吐量的55%）時(shí)，泄漏導(dǎo)致管道明顯的動(dòng)力變化，并且導(dǎo)致泄漏定位方案不能準(zhǔn)確的定位在實(shí)際的泄漏點(diǎn)。出現(xiàn)這種情

14、況在我們的意料之中，因?yàn)檫@種方案是基于泄漏量不會(huì)引起管道內(nèi)流體的顯著變化的假設(shè)上的；而且，在實(shí)際中，這么大的泄漏量將導(dǎo)致管道立即關(guān)閉，因此對(duì)于基于軟件的檢測(cè)系統(tǒng)，就沒有充足的時(shí)間對(duì)泄漏點(diǎn)進(jìn)行定位。野外測(cè)試說明，當(dāng)泄漏位置發(fā)生變化時(shí)，泄漏報(bào)警檢測(cè)時(shí)間只有很小的變化。然而，泄漏檢測(cè)時(shí)間隨泄漏量的增加而呈指數(shù)增減。3 結(jié)論在這篇文章中，重點(diǎn)考慮的是殼牌統(tǒng)計(jì)管道泄漏檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)用。實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況表明，這個(gè)系統(tǒng)不僅對(duì)于氣體和液體管道都是很可靠的，而且適用于多輸入口、多輸出口的管道網(wǎng)絡(luò)。在管道正常運(yùn)行期間，它可以檢測(cè)到小的泄漏并保持很好的可靠性。由于殼牌管道泄漏檢測(cè)系統(tǒng)不需要復(fù)雜的管道模型，它被認(rèn)為是可

15、以與不斷改變的運(yùn)轉(zhuǎn)情況相結(jié)合并且實(shí)現(xiàn)費(fèi)用最小化。這套系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)用于只在進(jìn)出口處有流量和壓力檢測(cè)裝置的管道中。相比常規(guī)的基于軟件的系統(tǒng)，殼牌系統(tǒng)所需計(jì)算量小的多，它簡(jiǎn)單的系統(tǒng)操作使得其十分便于維護(hù)。需要說明的是，對(duì)于任何基于軟件的系統(tǒng)來說，維護(hù)檢測(cè)儀器系統(tǒng)良好的運(yùn)轉(zhuǎn)是很重要的。我們的經(jīng)驗(yàn)表明，在泄漏檢測(cè)面臨的一個(gè)重要的運(yùn)轉(zhuǎn)問題是：檢測(cè)儀器系統(tǒng)提供的不可靠的數(shù)據(jù)。在SCADA（監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集）系統(tǒng)中，觀測(cè)到一種固有的誤差會(huì)導(dǎo)致誤報(bào)警。參考文獻(xiàn)1. L.Bbillman and R.Isermann, 1987.Leak detection method for pipeline. Automat

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