一种氢气储气库泄漏智能监测方法及预警系统技术方案

本发明专利技术属于氢气储气库监测技术领域，公开了一种氢气储气库泄漏智能监测方法及预警系统，包括：工控机连接有温度压力解调仪、测温光端机和显示器；监测光缆一端伸入储气库，远离储气库的一端通过连接尾纤与测温光端机相连接；多个压力传感器设置在监测光缆伸入储气库的端部，并与温度压力解调仪相连接；步骤一，获取储气库内实际压力po；步骤二，测得实际压力po与计算压力值p之差获得Δp；步骤三，将Δp与合格参照区间进行对比，本发明专利技术能够实现储气库内温度、压力实时监测，得到储气库内实时热力学状态，根据所测数据库内数据，生成合格压力差参照曲线，与储气库状态相比较，智能判定储气库的密封性。气库的密封性。气库的密封性。

【技术实现步骤摘要】
一种氢气储气库泄漏智能监测方法及预警系统


[0001]本专利技术属于氢气储气库监测
，尤其涉及一种氢气储气库泄漏智能监测方法及预警系统。

技术介绍

[0002]需要增加可再生能源在能源体系中的占比，然而，由于光伏、风电等可再生能源具有强波动性，严重影响电力系统的运行安全，所以需要发展高效的储能技术。氢气作为清洁高效的可再生能源，因为其燃烧产物只有水而受到世界各国的青睐。目前，英国、德国、加拿大、波兰、土耳其、荷兰和丹麦等也都制定了地下储氢计划。我国也陆续开展了地下储氢研究。地下储氢库的类型主要包括盐穴储氢库、地下含水层储氢库、枯竭油气田储氢库、内衬式岩洞高压储气氢库。
[0003]其中内衬式岩洞储氢具有选址灵活，能够承受更高的压力等优点，受到世界各国的广泛关注。然而，由于氢气分子量小，易于扩散，储氢库的密封性就显得尤为重要。因此，亟需一种氢气储气库泄漏智能监测方法及预警系统。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种氢气储气库泄漏智能监测方法及预警系统，旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种氢气储气库泄漏智能监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0006]步骤一，获取储气库内实际压力po；
[0007]步骤二，测得实际压力po与计算压力值p之差获得Δp；
[0008]步骤三，将Δp与合格参照区间进行对比。
[0009]可选的，所述步骤二中，计算压力值p通过SRK方程计算获得，所述SRK方程为：
[0010]式中：对于氢其中T
r
为对比温度，T
r
＝T/T
c
，T
c
为临界温度。
[0011]可选的，所述Δp＝po
‑
p。
[0012]可选的，所述步骤三中，合格参照区间为采集不同温度下相应的压力差值，形成散点图，观察曲线走向，依据最小二乘法回归分析，设温度与压力差值的关系：
[0013]Δp(T)＝α0+α1T+α2eα
3T
[0014]式中：Δp为压力差值，T为监测所得温度，单位为K，T0为拟合曲线的拐点；α0、α1、α2和α3是待求参数，每个散点坐标为(T(i),Δp(i))，误差函数设为最小二乘法的误差：
通过反复迭代，令误差函数E最小，求得拐点T0、以及α0、α1、α2和α3等待求参数，得到压力差与温度之间的非线性关系，同时将最小二乘法的误差函数E作为测试合格压力差参照曲线中的阈值，0到E即为所述合格参照区间。
[0015]本专利技术的第二方面，提供一种氢气储气库泄漏智能预警系统，包括：
[0016]监测中心，包括工控机，所述工控机连接有温度压力解调仪、测温光端机和显示器；
[0017]监测光缆，一端伸入所述储气库，远离所述储气库的一端通过连接尾纤与所述测温光端机相连接；
[0018]多个压力传感器，设置在所述监测光缆伸入所述储气库的端部，并与所述温度压力解调仪相连接。
[0019]可选的，所述监测中心内设置有电源，所述电源与所述工控机、温度压力解调仪、测温光端机和显示器相连接。
[0020]可选的，所述监测光缆捆绑在抽采管外，随所述抽采管通过井口伸入所述储气库，所述井口处设置有套管头，所述监测光缆穿设在所述套管头内。
[0021]可选的，所述监测光缆远离所述压力传感器的一端设置有密封器。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
[0023]本专利技术能够实现储气库内温度、压力实时监测，得到储气库内实时热力学状态，根据所测数据库内数据，生成合格压力差参照曲线，与储气库状态相比较，智能判定储气库的密封性，具有多参数测试、精度高、安全可靠，满足内衬式岩洞氢气储气库快速、准确、长时高效的监测要求。
附图说明
[0024]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0025]图1为本专利技术结构示意图；
[0026]图2为本专利技术泄露监测流程图。
[0027]图中：1、温度压力解调仪；2、测温光端机；3、显示器；4、电源；5、工控机；6、连接尾纤；7、监测光缆；8、压力传感器；9、抽采管；10、储气库；11、套管头；12、监测中心；13、密封器。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0030]参照图1
‑
2所示，本实施例提供一种氢气储气库泄漏智能监测方法，包括如下步
骤：
[0031]步骤一，获取储气库内实际压力po；
[0032]步骤二，测得实际压力po与计算压力值p之差获得Δp，进行计算拟合，以此判定储气库气体是否泄露，计算压力值p由工控机5计算所得，工控机5采用智能迭代算法；
[0033]步骤三，将Δp与合格参照区间进行对比。
[0034]进一步优化方案，步骤二中，计算压力值p通过SRK方程计算获得，SRK方程为：
[0035]式中：对于氢其中Tr为对比温度，Tr＝T/Tc，Tc为临界温度。
[0036]将采集的温度、压力值应用SRK方程进行计算拟合，得出计算压力值p，储气库10体积V一定时，特定温度T下，储气库10内实际压力po与SRK方程计算压力值p相差不大，若发生泄露，储气库10内实际压力po会明显小于SRK方程计算值p。
[0037]进一步优化方案，Δp＝po
‑
p。
[0038]进一步优化方案，步骤三中，合格参照区间为采集不同温度下相应的压力差值，形成散点图，观察曲线走向，依据最小二乘法回归分析，设温度与压力差值的关系：
[0039][0040]式中：Δp为压力差值，T为监测所得温度，单位为K，T0为拟合曲线的拐点；α0、α1、α2和α3是待求参数，每个散点坐标为(T(i),Δp(i))，误差函数设为最小二乘法的误差：通过反复迭代，令误差函数E最小，求得拐点T0、以及α0、α1、α2和α3等待求参数，得到压力差与温度之间的非线性关系，同时将最小二乘法的误差函数E作为测试合格压力差参照曲线中的阈值，0到E即为合格参照区间。
[0041]当某一温度时刻Δp与合格参照区间进行比较，若Δp位于合格参照区间之内，即储气库10储氢库正常运行，反之，说明储气库10发生泄露风险。
[0042]该时刻的数据自动加入到工控机5数据库中，实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢气储气库泄漏智能监测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，获取储气库内实际压力po；步骤二，测得实际压力po与计算压力值p之差获得Δp；步骤三，将Δp与合格参照区间进行对比。2.根据权利要求1所述的一种氢气储气库泄漏智能监测方法，其特征在于：所述步骤二中，计算压力值p通过SRK方程计算获得，所述SRK方程为：式中：α
0.5
＝1+(1
‑
T
r0.5
)(0.48508+1.55171ω
‑
0.15613ω2)，对于氢其中T
r
为对比温度，T
r
＝T/T
c
，T
c
为临界温度。3.根据权利要求1所述的一种氢气储气库泄漏智能监测方法，其特征在于：所述Δp＝po
‑
p。4.根据权利要求1所述的一种氢气储气库泄漏智能监测方法，其特征在于：所述步骤三中，合格参照区间为采集不同温度下相应的压力差值，形成散点图，观察曲线走向，依据最小二乘法回归分析，设温度与压力差值的关系：式中：Δp为压力差值，T为监测所得温度，单位为K，T0为拟合曲线的拐点；α0、α1、α2和α3是待求参数，每个散点坐标为(T(i),Δp(i))，误差函数设为最小二乘法的误差：通过反复迭代，令误差函数E最小，求得拐点T0、以及α0...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔚立元，胡波文，弭宪震，李树忱，刘日成，李卫，魏超，张涛，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：