Stosowane metody wykrywania nieszczelności w sieciach gazowych

Podobne dokumenty
Badania właściwości dynamicznych sieci gazowej z wykorzystaniem pakietu SimNet TSGas 3

Rola stacji gazowych w ograniczaniu strat gazu w sieciach dystrybucyjnych

Symulacja statyczna sieci gazowej miasta Chełmna

Program do obliczania zapasu przepustowości sieci gazowej o dowolnej strukturze

PL B1. ADAPTRONICA SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Łomianki, PL BUP 01/12

Zastosowanie symulacji komputerowej do badania właściwości hydraulicznych sieci wodociągowej

CZY DOKŁADNIEJSZE POMIARY WPŁYWAJĄ NA OGRANICZENIE STRAT WODY

Dr inż. Zenon Spik POLITECHNIKA WARSZAWSKA KS-INSTAL sp. z o.o.

WYZNACZANIE NIEPEWNOŚCI POMIARU METODAMI SYMULACYJNYMI

DiaSter - system zaawansowanej diagnostyki aparatury technologicznej, urządzeń pomiarowych i wykonawczych. Politechnika Warszawska

Symulacja sygnału czujnika z wyjściem częstotliwościowym w stanach dynamicznych

Rodzina bezinwazyjnych przepływomierzy ultradźwiękowych firmy

Doświadczenia w eksploatacji gazomierzy ultradźwiękowych

Wojskowa Akademia Techniczna Katedra Pojazdów Mechanicznych i Transportu

Podstawy opracowania wyników pomiarów z elementami analizy niepewności pomiarowych

2.2.P.07: Komputerowe narzędzia inżynierii powierzchni

Kaskadowy sposób obliczania niepewności pomiaru

Sterowanie napędów maszyn i robotów

Podstawy opracowania wyników pomiarów z elementami analizy niepewności statystycznych

Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów

Drgania poprzeczne belki numeryczna analiza modalna za pomocą Metody Elementów Skończonych dr inż. Piotr Lichota mgr inż.

SPIS TREŚCI Obliczenia zwężek znormalizowanych Pomiary w warunkach wykraczających poza warunki stosowania znormalizowanych

Miernictwo - W10 - dr Adam Polak Notatki: Marcin Chwedziak. Miernictwo I. dr Adam Polak WYKŁAD 10

Turboekspandery w układach redukcji ciśnienia gazu

Terminal LNG a rozbudowa krajowego systemu przesyłu gazu ziemnego

EUROELEKTRA Ogólnopolska Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej Rok szkolny 2012/2013 Zadania dla grupy elektronicznej na zawody III stopnia

Ćwiczenie 14 Temat: Pomiary rezystancji metodami pośrednimi, porównawczą napięć i prądów.

Modelowanie jako sposób opisu rzeczywistości. Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych Politechnika Łódzka

Tutaj powinny znaleźć się wyniki pomiarów (tabelki) potwierdzone przez prowadzacego zajęcia laboratoryjne i podpis dyżurujacego pracownika obsługi

XVI Konferencja GAZTERM 2013

Modelowanie i badania transformatorowych przekształtników napięcia na przykładzie przetwornicy FLYBACK. mgr inż. Maciej Bączek

Ćw. 1: Wprowadzenie do obsługi przyrządów pomiarowych

METODA PODSTAWOWA POMIARU NA PRZYKŁADZIE WYZNACZANIA GĘSTOŚCI. BŁĘDY W METODZIE POŚREDNIEJ

Tranzystor bipolarny LABORATORIUM 5 i 6

Praktyczne aspekty statycznej estymacji stanu pracy elektroenergetycznych sieci dystrybucyjnych w warunkach krajowych

Automatyka i pomiary wielkości fizykochemicznych. Instrukcja do ćwiczenia III. Pomiar natężenia przepływu za pomocą sondy poboru ciśnienia

ZWĘŻKI POMIAROWE według PN-EN ISO 5167:2005 dla D 50 mm ASME-MFC-14M-2003 dla D < 50 mm

Dr inż. Maciej Chaczykowski Dr inż. Małgorzata Kwestarz

Automatyka i sterowania

POLITECHNIKA CZESTOCHOWSKA

Ćw. 18: Pomiary wielkości nieelektrycznych II

Laboratorium. Hydrostatyczne Układy Napędowe

Krzysztof Gosiewski, Anna Pawlaczyk-Kurek

Wyniki pomiarów okresu drgań dla wahadła o długości l = 1,215 m i l = 0,5 cm.

Ćw. 2: Analiza błędów i niepewności pomiarowych

Metody monitorowania poziomu różnicy bilansowej stosowane w TAURON Dystrybucja S.A.

Katowice GPW Zintegrowany system informatyczny do kompleksowego zarządzania siecią wodociągową. Jan Studziński

NIEPEWNOŚĆ W OKREŚLENIU PRĘDKOŚCI EES ZDERZENIA SAMOCHODÓW WYZNACZANEJ METODĄ EKSPERYMENTALNO-ANALITYCZNĄ

Analityczne metody detekcji uszkodzeń

Ćwiczenie nr 9. Pomiar rezystancji metodą porównawczą.

Radon w powietrzu. Marcin Polkowski 10 marca Wstęp teoretyczny 1. 2 Przyrządy pomiarowe 2. 3 Prędkość pompowania 2

Metody Obliczeniowe w Nauce i Technice

Pomiary przepływu. Aparatura do pomiarów materiałów sypkich. sygnalizacja/detekcja przepływu pomiar prędkości pomiar przepływu masy

Akademia Górniczo- Hutnicza Im. Stanisława Staszica w Krakowie

Elementy inteligencji obliczeniowej

OPORY PRZEPŁYWU PRZEWODÓW WENTYLACYJNYCH

Teoria błędów. Wszystkie wartości wielkości fizycznych obarczone są pewnym błędem.

Pomiar prędkości obrotowej



Grupa: Zespół: wykonał: 1 Mariusz Kozakowski Data: 3/11/ B. Podpis prowadzącego:

Urządzenie i sposób pomiaru skuteczności filtracji powietrza.

Analiza Parametrów Meteorologicznych

Pomiar rezystancji metodą techniczną

WZMACNIACZ NAPIĘCIOWY RC

prędkości przy przepływie przez kanał

Nowoczesne narzędzia obliczeniowe do projektowania i optymalizacji kotłów

Wyznaczanie sprawności grzejnika elektrycznego i ciepła właściwego cieczy za pomocą kalorymetru z grzejnikiem elektrycznym

MAKING LIGHT WORK. SONDA FOCUS PRZEPŁYWOMIERZA ŚWIECY OPIS:

SPIS TREŚCI do książki pt. Metody badań czynników szkodliwych w środowisku pracy

INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA ZAKŁAD GEOINŻYNIERII I REKULTYWACJI ĆWICZENIE NR 4 OKREŚLENIE WSPÓŁCZYNNIKA STRAT LOEKALNYCH

2. Narysuj schemat zastępczy rzeczywistego źródła napięcia i oznacz jego elementy.

LABORATORIUM Z FIZYKI

Ćwiczenie 2b. Pomiar napięcia i prądu z izolacją galwaniczną Symulacje układów pomiarowych CZUJNIKI POMIAROWE I ELEMENTY WYKONAWCZE

Przetwornik temperatury RT-01

OBECNOŚĆ NA CAŁYM ŚWIECIE

Elektrody do powietrza do wilgotnościomierzy prod. Gann

DOKUMENTACJA SYSTEMU ZARZĄDZANIA LABORATORIUM. Procedura szacowania niepewności

Szybkie prototypowanie w projektowaniu mechatronicznym

Ogrzewamy inteligentnie Veolia Energia Warszawa Paweł Balas Dyrektor Projektu Inteligentna Sieć Ciepłownicza

Przykłady wybranych fragmentów prac egzaminacyjnych z komentarzami Technik elektronik 311[07]

projekt przetwornika inteligentnego do pomiaru wysokości i prędkości pionowej BSP podczas fazy lądowania;

BŁĘDY W POMIARACH BEZPOŚREDNICH

WYZNACZANIE SPADKÓW NAPIĘĆ W WIEJSKICH SIECIACH NISKIEGO NAPIĘCIA

Modelowanie zjawisk przepływowocieplnych. i wewnętrznie ożebrowanych. Karol Majewski Sławomir Grądziel

Układy regulacji i pomiaru napięcia zmiennego.

SERIA II ĆWICZENIE 2_3. Temat ćwiczenia: Pomiary rezystancji metodą bezpośrednią i pośrednią. Wiadomości do powtórzenia:

O 2 O 1. Temat: Wyznaczenie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego

FIZYKA LABORATORIUM prawo Ohma

Nr programu : nauczyciel : Jan Żarów

Przetworniki analogowo-cyfrowe

Zaawansowana analiza mocy i jakości energii z wykorzystaniem wielokanałowych, synchronicznych systemów rejestracji danych firmy Dewetron

Ćw. 18: Pomiary wielkości nieelektrycznych II

Sztuczna Inteligencja Tematy projektów Sieci Neuronowe

Anomalie gradientu pionowego przyspieszenia siły ciężkości jako narzędzie do badania zmian o charakterze hydrologicznym

Najprostszy schemat blokowy

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

Funkcjonalność urządzeń pomiarowych w PyroSim. Jakich danych nam dostarczają?

OBLICZENIA SILNIKA TURBINOWEGO ODRZUTOWEGO (SILNIK IDEALNY) PRACA W WARUNKACH STATYCZNYCH

Transkrypt:

Stosowane metody wykrywania nieszczelności w sieciach gazowych Andrzej Osiadacz, Łukasz Kotyński Zakład Systemów Ciepłowniczych i Gazowniczych Wydział Inżynierii Środowiska Politechniki Warszawskiej Międzyzdroje, maj 2013 r.

Wykrywanie nieszczelności. Dlaczego jest ważne? Niebezpieczeństwo wybuchu gazu Straty ekonomiczne: Utrata medium Naprawa rurociągu (koszty zniszczeń) Przerwy w dostawie medium na czas naprawy Rekultywacja terenów uprawnych

Proces wykrywania nieszczelności Wykrycie (stwierdzenie) wypływu Lokalizacja miejsca wypływu Ustalenie ilości straconego gazu od chwili powstania nieszczelności

Metody wykrywania nieszczelności Bezpośrednie Analiza akustyczna Obserwacja termowizyjna Obchody sieci Pośrednie Analiza parametrów przepływu (ciśnienia, przepływu, prędkości)

Analiza akustyczna Źródło: www.wavealert.com

Analiza akustyczna Zalety: Bardzo szybka reakcja na wystąpienie wycieku Możliwość określenia lokalizacji nieszczelności Wady: Potrzebne dodatkowe opomiarowanie sieci Problem z wykryciem nieszczelności stwierdzonych przed zastosowaniem metody Słaba wykrywalność dla dużych przepływów

Obserwacja termowizyjna Źródło: www.pergam-suisse.ch

Obserwacja termowizyjna Zalety: Dokładne określenie miejsca nieszczelności Oszacowanie wielkości wycieku Możliwość kontroli trudno dostępnych obszarów sieci Wady: Brak możliwości stałej kontroli całej sieci Metoda kosztowna

Dodatkowe opomiarowanie Sensory światłowodowe

Dodatkowe opomiarowanie Czujnik oparów

Dodatkowe opomiarowanie Zalety: Dokładne określenie miejsca nieszczelności Oszacowanie wielkości wycieku Wady: Metoda kosztowna

Podział pośrednich metod wykrywania nieszczelności Bilansowanie sieci Filtry Kalmana Sztuczne sieci neuronowe Porównanie z modelem

Metoda bilansowania sieci Metoda oparta na równaniu zachowania masy: dm L R( t) = M we( t) M wy ( t) dt Gdzie: R = niezbilansowanie przepływu masowego M we = przepływ masowy na wejściu M wy = przepływ masowy na wyjściu M L = line pack

Metoda bilansowania sieci R < α brak wycieku α jest wyciek R R R α = Q + p + T Q p T L dm d d L = ρ( x) A( x) dx = [ ρ( x) A( x)] dx dt dt dt o L o

Metoda bilansowania sieci Zalety: Metoda prosta obliczeniowo W wyniku obliczeń znana wartość wypływu Można stosować dla stanów ustalonych i nieustalonych Wady: Potrzebne dodatkowe pomiary na sieci do bilansu masy (ciśnienia oraz temperatury w punktach wejścia oraz wyjścia) Problem z dokładnym wyznaczeniem akumulacji gazu w gazociągu dla stanu nieustalonego

Filtry Kalmana Sztuczne wycieki w określonych miejscach wzdłuż gazociągu zawarte są w modelu filtra. Na podstawie relacji w tymi wyciekami szacowane są miejsca rzeczywistych nieszczelności. Przykładowy model matematyczny można opisać za pomocą poniższych równań: 2 P c Q + = 0 t A x 2 Q P λc Q Q + A + = t x 2DA P 0

Filtry Kalmana Zalety: Szybka reakcja na wystąpienie nieszczelności Dobre wyniki wykrywania i lokalizacji wypływu dla zdefiniowanych schematów Możliwość wykrycia kilku wypływów na raz Wady: Błędy wykrywania wypływów dla nie założonych schematów

Sztuczne sieci neuronowe Zalety: Możliwość wykrycia bardzo małych wycieków Można oszacować lokalizację oraz wielkość wycieku Wady : Trzeba nauczyć sieć neuronową jak pracuje gazociąg w różnych sytuacjach Potrzeba bardzo dokładnego modelu matematycznego sieci

Metody oparte na porównaniu z modelem z=0 z=z L z=l q p q wypływu 1 1 p 2 q 2 Warunki graniczne Model równoległy (bez wycieku) e 1q (t) =q 1 (t) q^1(t) Analiza e 2q (t) =q 2 (t) q^2(t) z^l, q^wypływu Schemat modelu równoległego

Metody oparte na porównaniu z modelem odchyłka= Q P Q S odchyłka= P P P S odchyłka= P P P S Wyniki symulacji Q S P S, T S P S, Q S, T S Wejście Wyjście P P, T P P P, Q P, T P Symulowany gazociąg Dane do symulacji Pomiary SCADA P P Q P P P, Q P, T P Wejście Wyjście Rzeczywisty gazociąg

Metody oparte na porównaniu z modelem P, Q P, T, ρ, Q P, T, ρ, Q P, T, ρ, Q P, T, ρ, Q P, T, ρ, Q P, T, ρ, Q Dane wyjściowe pomiar Symulowany gazociąg Proces weryfikacji danych P, T, C Q Dane wejściowe Pomiary SCADA Mierzone wartości P, T, Q pomiar Wejście Wyjście Rzeczywisty gazociąg

Metody oparte na porównaniu z modelem Q P P P 4 3 2 1 1 2 3 wyciek Graf 1 Segment 1 Σ ²=0.05 Graf 2 Segment 2 Σ ²=1.13 Graf 3 Segment 3 Σ ²=5.9 P - odchyłka ciśnienia Q - odchyłka przepływu rzeczywista odchyłka w stanie nieustalonym nowa wartość odchyłki w wyniku symulacji symulowana lokalizacja nieszczelności

Metody oparte na porównaniu z modelem 0 0.1 10 60 Spadek ciśnienia (bar) 0.2 0.3 0.4 180 0.5-32 -24-16 -8 0 +8 +16 +24 +32 Dystans (km) Spadek ciśnienia w wyniku nieszczelności

Metody oparte na porównaniu z modelem +3 +2 +1 0 Przepływ % -1-2 -3-32 -24-16 -8 0 +8 +16 +24 +32 Dystans (km) Wpływ nieszczelności na wartość przepływu

Metody oparte na porównaniu z modelem Zalety: Informacja o wartości oraz lokalizacji wypływu Możliwość porównania wartości symulowanych z pomiarami Wady: Wymagany dokładny model matematyczny Potrzebne dokładne dane do symulacji ze SCADY

Czynniki wpływające na jakość analitycznego wykrywania nieszczelności Dokładność modelu opisującego przepływ gazu Ilość danych pomiarowych wprowadzanych do modelu sieci Jakość wprowadzanych danych (uwzględnienie niedokładności przyrządów pomiarowych) Sposób wyliczania akumulacji gazu

Bibliografia Software-Based Pipeline Leak Detection Elijah Odusina, James Akingbola, David Mannel, Advanced Chemical Engineering Design CHE 4273, Department of Chemical Engineering and Materials Science, University of Oklahoma, May 2, 2008 Leak Detection On Petroleum Pipelines John A. Luopa, P.Eng., Colt Technologies, 120, 5008-86 Street, Edmonton, Alberta T6E 5S2 Metody wykrywania nieszczelności w sieciach gazowych cz. 1, cz. 2 Andrzej Osiadacz, Łukasz Kotyński, GWiTS, Nr 11,2011(423-426), Nr 1,2012 (2-5) Zastosowanie symulacji komputerowej do wykrywania i lokalizacji nieszczelności w gazociągach Andrzej Osiadacz, Maciej Chaczykowski, Instytut Ogrzewnictwa i Wentylacji, Politechnika Warszawska http://www.wavealert.com/ - materiały informacyjne http://www.pergam-suisse.ch - materiały informacyjne