مدلسازی و تشخیص نشتی در خطوط لوله انتقال گاز

خط لوله امن ترین راه انتقال گاز طبیعی است. اما این روش نیز با خطراتی همراه است. بزرگترین خطری که خطوط لوله را تهدید می کند نشتی می باشد. بحث نشتی خطوط لوله از جهات ایمنی، زیست محیطی و اقتصادی مورد توجه است. شبکه ی توزیع و انتقال گاز یک سیستم پیچیده و دایما رو به گسترش است. شبکه ی خطوط لوله یک سیستم پارامتر گسترده و غیر خطی است و توسط دستگاه معادلات مشتق جزیی توصیف می شود. همچنانکه شبکه بزرگتر می شود، شرایط مرزی شبکه (اعم از فشار، دبی و دما) یا معادلا تعداد ورودی های سیستم افزایش می یابد و مدیریت و حل تعداد زیاد معادلات سخت تر می شود. تحلیل دینامیکی خطوط لوله به منظور کنترل و نظارت بر شبکه مورد نیاز است. در این رساله یک شبکه ی الکتریکی معادل برای یک شبکه ی انتقال و توزیع گاز پیشنهاد شده است. معادلات مشتق جزیی در راستای مکان گسسته سازی شده و به دسته ای معادلات دیفرانسیل عادی منجر شده اند. شبکه ی الکتریکی که بر اساس این معادلات پیشنهاد شده است طراحی، تحلیل و کنترل شبکه ی خطوط لوله را تسهیل می کند. نشتی ها در قسمت بندی های خط لوله با عناصر مقاومتی در شبکه ی الکتریکی معادل سازی شده اند. حالات شبکه ی الکتریکی (که در واقع همان فشار، دبی و دمای گاز در تمام قسمت های شبکه ی خطوط لوله است) به همراه مقادیر عناصر مقاومتی مدل کننده ی نشتی در خط لوله، در هر لحظه با استفاده از فیلتر کالمن گسترش یافته تخمین زده می شوند. حالات شبکه و مقادیر عناصر مقاومتی که توسط این روش تخمین همزمان حالت و پارامتر به دست آمده اند به ترتیب به منظور نظارت و کنترل بر شبکه ی خطوط لوله و مقاصد نشت یابی استفاده می شوند. روند ارائه شده در این تحقیق برای مدل های تقریبی و دقیقترین مدل های موجود برای خطوط لوله، روش یکسانی را ارایه می دهد که به منظور تحلیل، طراحی و کنترل خطوط و همچنین تشخیص و جایابی نشتی در خطوط لوله مورد استفاده خواهد بود.