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热力管道漏点检测系统的技术方案

作者:张法琪1 Harald Kumpfert2  来源:1.中国市政工程华北设计研究总院 2.奥地利拜泰克尼克有限公司 
评论: 更新日期:2016年10月06日
感测导线的绝缘外皮有规则的孔(见图6),小孔可以感知保温层湿度的变化。孔的间隔为20mm,每个小孔的宽度为1.5mm。漏点检测系统要求感测导线、反馈导线与管道之间的阻抗以及两导线之间的绝缘电阻必须大于等于50MΩ。
    感测导线用于测量阻抗,且与反馈导线形成回路,因此感测导线与反馈导线必须在被测管段的末端连接在一起形成一个回路。这样,漏点检测系统通过检测感测导线与反馈导线之间的电阻,以及感测导线与管道之间的阻抗判断管道是否泄漏,依此监测管道和保温层之间的湿度,经软件处理确定泄漏度和漏点位置。
漏点检测系统功能
    ① 回路电阻分析
    将传感器导线回路测量电阻与设定值进行比较,若在容许公差范围以外,但趋于设定值,漏点检测系统首先预警;若传感器导线回路完全断开,漏点检测系统就发出报警信号。漏点检测系统就是依此判断传感器导线回路是否处在可用状态,并确定检测回路发生故障的位置。
    ② 测量频率阻抗分析
    测量频率范围为1~100Hz,不同检测频率下的阻抗由系统软件计算得出。测量频率范围内阻抗、电阻与电抗之间的关系见图7。
    漏点检测系统把1Hz测量频率下的计算阻抗作为绝缘阻抗,不同等级的预警和报警级别就是从这个绝缘阻抗计算而来,使各个不同等级的预警和报警值形成一个确认区,并写入漏点检测系统软件。一旦测量阻抗偏离这个确认区,漏点检测系统开始进行阻抗分析比较处理,并生成相关数据。分析处理数据如下:漏点精确定位及绝缘阻抗较低区域的划定;接地导线与漏点检测模块断线报警;传感器导线回路断点位置确定。
   ③ 接地导线检测
   漏点检测系统实时检测管道接地导线的连接情况,这项检测也极其重要。若接地导线与管道的连接被破坏,漏点检测系统将不会进行正常的泄漏检测。如果这种情况发生,漏点检测系统会报警。
漏点检测系统设计
    ① 系统规模
    在设计漏点检测系统时,要明确下列问题,以确定系统规模:a.确定检测精度。b.中央计算机系统设置地点:单独设置中央计算机系统还是与热网监控中心合用,原则上与热网监控中心合用。c.管段长度的确定:根据热网的布置和需要,确定需要检测的管段、管段的长度,是采用连续测量还是间歇测量,以便合理确定漏点检测系统的规模和现场测量站的数量。d.现场测量站地点的确定:确定各现场测量站的具体地点,有条件时应设在热力站内。地点的设置应便于现场测量站的施工布线、配线连接、运行调试和检修维护。e.供电选择:交流供电还是直流电池供电。两者均选择时,电池供电可作为备用。f.通信方式:结合当地通信网络的实际情况,选择有线或无线通信方式。g.漏点检测系统扩展:应与热网发展计划相结合。
   ② 线缆敷设
   漏点检测系统线缆敷设必须遵循以下原则:只有感测导线敷设至分支管,反馈导线不敷设到分支管。漏点检测系统的线缆敷设方式见图8,图8仅为供水管道的线缆敷设方式,回水管道需另外敷设线缆。
 
    ③ 现场测量站线缆连接
现场测量站线缆连接方式见图9。主要连接装置有:现场测量站小室内安装漏点检测模块、通信模块等;现场测量站小室与接线盒之间的连接电缆;带有接地连接器的接线盒;用于连接感测导线与反馈导线的终端盒等。现场测量小室、接线盒、终端盒、连接电缆的防护等级均为IP65。
 
    每一段检测管段安装一个接线盒,接线盒安装在接地连接器上,接地导线与接地连接器连接,接地连接器焊接在管道上做到接地良好。接线盒经连接电缆与现场测量站小室相连,接线盒线缆连接方式见图10。在管段的末端安装终端盒,将感测导线与反馈导线相连,终端盒线缆连接方式见图11。
 
漏点检测系统的安装
   现场测量站的安装地点必须无积水;现场测量站的连接线缆必须采用专用防水线缆;供热管道保温层搭接处必须密封防水,防止外界的水进入保温层;线缆的绝缘外皮必须接地;采用无线通信方式时,天线必须安装在信号确实有效的地方;接地导线连接牢固可靠;在安装前,必须检查每一个回路的电气参数;接线盒内接线端子与管道间的接触电阻应小于0.01Ω。
漏点检测系统的特点
    定位精度高,最高精度达到0.2%。监测距离长,一座现场测量站最长检测管段距离长达5km,沿程无需设置检查点。系统结构模块化,结构紧凑,功能全面,易扩展。系统具有监测回路中断和设备故障的自诊断功能。可实现有线、无线通信方式。施工安装简单易行,如传感器导线采用压接方式连接,不用焊接。漏点检测系统可与热网监控系统集成。反馈导线仅经过主干管,不经过分支管,分支管可与主干线构成同一监测回路。供电方式可采用交、直流供电,采用交流电源供电时,直流电源可作为备用。直流供电为间歇运行方式,最小间隔为5min,可节省运行费用。更新改造方便,造价较低,功能强。
参考文献:
[1] 金富根.热网泄漏检测及控制方法[J].煤气与热力,2008,28(2):A11-A13.
[2] 董壮进,廖荣平,王淮,等.供热管网系统泄漏与堵塞的诊断[J].煤气与热力,2000,20(3):192-194.
[3] 牛小化,宋盛华,王佳,等.直埋供热管道热网监测系统[J].煤气与热力,2008,28(12):A12-A15.
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