基于GA-ITA的输油管道泄漏定位研究
2020-09-27华东阳杨云博王寿喜
安全与环境工程 2020年5期
华东阳,郭 乔,杨云博,王寿喜
(1.西安石油大学石油工程学院,陕西 西安 710065;2.长庆油田长北作业分公司,陕西 西安 710016)
管道输送是油品的主要输送方式,具有经济实用、安全可靠的特点[1-2]。然而,受老化、腐蚀以及第三方破坏等因素的影响,输油管道泄漏事故时有发生[3-4]。输油管道一旦发生泄漏,不仅会污染环境[5],给当地人民的生命和财产带来严重威胁[6-8],更会波及到下游油气市场,影响国家的石油战略安全,造成难以估量的后果。因此,当输油管道泄漏工况发生时,快速、精准地确定泄漏位置对于降低事故损失,确保管道安全运行具有重要意义。
基于管道泄漏模型的泄漏检测方法[9-12]以流体动力学模型为基础建立仿真模型,分析节点处流量、压力等参数及其随时间的变化趋势,即可实现输油管道泄漏检测和定位。其中,反瞬态分析(Inverse Transient Analysis,ITA)法将管道泄漏定位问题转换为最优化问题,根据模拟得到的管道泄漏结果与实际测量值的差值对输油管道泄漏位置进行寻优,即可实现管道泄漏定位。由于ITA方法需要结合优化算法进行求解,因此优化算法的选择成为该方法研究的重点。如Liggett等[13]选用L-M(Levenberg-Marquardt)算法求解,但由于L-M算法属于改进的牛顿法,容易陷入局部最优解;Kapelan等[14]提出采用“GA(遗传算法)+LM”混合算法求解,先通过GA算法寻找全局最优候选解,再利用LM算法从候选解中选出最优解,但两种算法组合会使求解效率降低;陈特欢等[15]提出了基于粒子群算法(PSO)的管道泄漏反问题求解模型,其泄漏定位精度较高,但该算法鲁棒性较差。……
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