一种氢气储气库泄漏智能监测方法及预警系统

本发明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。

背景技术：

1、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。

2、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

1、为解决上述技术问题，本发明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。

2、为实现上述目的，本发明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：

3、步骤一，获取储气库内实际压力po；

4、步骤二，测得实际压力po与计算压力值p之差获得δp；

5、步骤三，将δp与合格参照区间进行对比。

6、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：

7、式中：对于氢其中tr为对比温度，tr＝t/tc，tc为临界温度。

8、可选的，所述δp＝po-p。

9、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：

10、δp(t)＝α0+α1t+α2eα3t

11、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。

12、本发明的第二方面，提供一种氢气储气库泄漏智能预警系统，包括：

13、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；

14、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；

15、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。

16、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。

17、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。

18、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。

19、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

20、本发明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。

技术特征：

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：

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：

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：

5.一种氢气储气库泄漏智能预警系统，基于权利要求1-4任一项所述的一种氢气储气库泄漏智能监测方法，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的一种氢气储气库泄漏智能预警系统，其特征在于：所述监测中心(12)内设置有电源(4)，所述电源(4)与所述工控机(5)、温度压力解调仪(1)、测温光端机(2)和显示器(3)相连接。

7.根据权利要求5所述的一种氢气储气库泄漏智能预警系统，其特征在于：所述监测光缆(7)捆绑在抽采管(9)外，随所述抽采管(9)通过井口伸入所述储气库(10)，所述井口处设置有套管头(11)，所述监测光缆(7)穿设在所述套管头(11)内。

8.根据权利要求5所述的一种氢气储气库泄漏智能预警系统，其特征在于：所述监测光缆(7)远离所述压力传感器(8)的一端设置有密封器(13)。

技术总结
本发明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。

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
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16