مدلسازي و مطالعه تجربي نشتييابي خطوط لوله گاز

كارشناسي ارشد

خطوط لوله به عنوان يكي از اقتصادي‌ترين روش‌هاي انتقال سيالات در مسافت‌هاي طولاني و توزيع آن در مناطق و شهر‌هاي بزرگ شناخته مي‌شوند. سيالاتي كه توسط اين خطوط لوله جابجا و توزيع‌ مي‌شوند، از ارزش اقتصادي بالاي برخوردار هستند و معمولا خطرناك و آلوده‌كننده محيط‌زيست نيز هستند. در اين شرايط توسعه سيستمي براي نظارت بر اين خطوط لوله كه وظيفه تشخيص، مكان‌يابي و تخمين ميزان نشتي را داشته باشد ضروري است. در اين تحقيق روش‌هاي تكنيكي نشتي‌يابي كه به دو دسته روش‌هاي سخت‌افزاري و محاسباتي تقسيم‌بندي شده‌اند و نقاط قوت، ضعفها و محدوديت آن‌ها بررسي شده است. از آن‌جايي كه نشتي خط لوله يك عارضه بسيار زيان‌بار مي‌باشد و منجر به آسيب‌هاي محيط‌زيستي و اقتصادي بسيار زيادي مي‌شوند، روش منتخب بايد در حداقل زمان و هزينه ممكن، وجود نشتي را شناسايي و مكان‌يابي كند. روش‌هاي نشتي‌يابي محاسباتي عموما روش‌هايي هستند كه نشتي را يا به شكل آنلاين يا با حداقل تاخير شناسايي مي‌كنند و اين روش‌ها براي تشخيص، مكان¬يابي و تخمين ميزان نشتي به تجهيزات اندازه‌گيري و نظارتي بسيار كمتري در مقايسه با روش‌هاي سخت‌افزاري احتياج دارند. روش‌هاي محاسباتي عملكرد يكساني در فرايند نشتي‌يابي در شرايط مختلف عملياتي و محيطي ندارند و بسيار حياتي مي‌باشد كه براي هر خط لوله به منظور جلوگيري از آسيب‌هاي زياد محيط‌زيستي و اقتصادي، روش يا روش‌هاي مناسب با شرايط عملياتي و محيطي مخصوص به همان خط لوله براي توسعه سيستم نظارت انتخاب شود. در اين تحقيق به منظور بررسي عملكرد و توانايي روش‌هاي مدل‌سازي آنلاين، روش طبقه‌بندي و روش موج فشار منفي در تشخيص، مكان‌يابي و تخمين ميزان نشتي سه خط لوله گازي به طول‌هاي 21 متر، 1/62 كيلومتر و 50 كيلومتر مورد مطالعه قرار گرفت. با توجه به اين كه امكان تكرار آزمايش‌هاي نشتي‌يابي براي هر روش در خطوط لوله امكان پذير نمي‌باشد، از نرم‌افزار OLGA براي شبيه‌سازي شرايط نشتي و عملياتي گوناگون استفاده شده است. از بين روش‌هاي بررسي شده، روش موج فشار منفي به ترتيب با 84/0٪ و 32/1٪ خطاي نسبي ميانگين در مكان‌يابي نشتي بهترين نتيجه را در ميان روش‌هاي بررسي شده به ثبت رساند. براي روش‌ طبقه‌بندي بيست و چهار روش مهم و كاربردي در اين زمينه مورد بررسي قرار گرفت كه در آن روش Fine KNN بهترين نتيجه را به ترتيب با 1/8٪و 7/1٪ خطاي نسبي ميانگين را براي مورد مطالعاتي دوم و سوم در مكان‌يابي نشتي به ثبت رساند. لازم به ذكر است در شرايط وجود نويز محيطي هم روش Fine KNN با كمترين افت دقت عملكرد نسبتا پايداري در تشخيص، مكان‌يابي و تخمين ميزان نشتي به ثبت رساند. روش مدل‌سازي آنلاين براي مكان‌يابي نشتي به ترتيب 30/15٪، 36/18٪ و 10/31٪ خطاي نسبي ميانگين را براي مورد مطالعاتي اول، دوم و سوم به ثبت رساند. از آن‌جايي كه هنوز به دليل محدوديت‌هاي سيستم‌هاي محاسباتي امكان توسعه يك روش جامع واحد براي تشخيص، مكان‌يابي و تخمين ميزان نشتي وجود ندارد كه بتواند در شرايط عملياتي و نشتي گوناگون عملكرد قابل اطميناني داشته‌باشد پيشنهاد مي‌شود كه با توجه به شرايط عملياتي و محيطي از مجموعه‌اي از روش‌هاي محاسباتي استفاده شود تا فرايند نشتي‌يابي در شرايط مختلف با دقت بالايي انجام شود.

204884

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي شيمي

دكتر سيد حسن هاشم‌آبادي