[发明专利]一种热力管网系统及其泄漏检测的方法

说明书

本发明提供了一种热力供热系统及其泄漏检测方法，包括锅炉、换热器以及供热散热器，锅炉、换热器以及供热散热器通过供热管网相连，所述锅炉产生的蒸汽进入换热器，与换热器中的水进行换热，然后水进入供热散热器中进行供热，所述供热管网具有多个节点，在至少一个节点处设置热像仪。本发明提供了一种新的智能检测泄漏的供热管网系统，本发明通过红外热像仪实时监测供热管网节点处的红外温度场变化自动检测泄漏，能够达到很好的节能环保的效果。

技术领域

本发明涉及一种供热系统，尤其涉及一种智能进行泄漏检测供热管网技术领域。

背景技术

集中供热管网泄漏会直接导致管内高温介质大量流失，热污染环境，泄漏严重甚至还可能导致地质塌陷，造成人员伤亡，一直以来都是影响管网安全经济运行的主要故障。随着近些年国内集中供热的快速发展，供热区域及管网规模不断扩大，特别是传统火电厂在国家节能减排政策引导下，积极发展热电联产(如低真空改造、循环水余热利用等)，使得热网运行安全对电厂机组的安全运行影响越来越大，一旦供热管网发生较大泄漏，会直接导致机组跳机，造成重大安全事故。而供热管网分支节点，由于连接分支管路，需要现场开孔焊接、保温，加工质量难以达到厂内预制保温管道工艺水平，并且分支节点处还安装分支管路阀门及仪表，更是管道应力集中点，从而造成管网分支节点发生泄漏故障的概率远远大于普通管道。据工程实践统计，供热管网泄漏故障60％-80％以上发生在分支节点处。

供热管网泄漏检测，特别是泄漏故障实时监测方法的研究及应用，一直得到国内外学者及热力管网运营单位的重点关注。该方法可以分为直接法与间接法两类。直接法主要包括直埋预警线法、分布式光纤测温法以及红外成像检测方法。目前欧洲直埋预警线监测系统已经拥有了较成熟的设计与工艺方法。该方法分为阻抗式与电阻式两种，都需要在预制保温层中埋设报警线，分别通过检测脉冲反射信号和电阻值来诊断故障点及其位置，能够检测内、外渗漏。但该方法需要在一定距离内(国内建议500m)布置检测点，且检测点的现场安装工艺以及整个监测系统对管网设计及工艺都要求很高；分布式光纤测温法主要基于拉曼光反射、布里渊光反射和光纤光栅原理，通过布置在管道外侧，由串联的测温光纤传感器构成的测温系统，感知泄漏产生的温度变化，从而发现泄漏并能进行精确定位。其中基于拉曼光反射的英国York公司分布式光纤温度传感系统应用较多，但相对直埋预警线法，成本更高，技术成熟度低；红外成像检测方法采用热红外成像技术，将被测目标的红外辐射能量分布图像，转换成被测目标温度场的标准视频信号。该方法作为供热管网人工巡检方法之一，不对管网运行产生任何影响，主要用于埋置较浅的直埋热力管道。目前国内外有研究采用无人机载红外摄像对整个城市管网进行泄漏监测，但无法分辨泄漏与管道保温破坏导致的管道周围温度上升，且无人机高空飞行目前受到国家安全管控，实施难度大。间接法目前主要包括模型法、神经网络法以及统计检测方法。模型法即通过建立供热管网稳态或瞬态模型，将管网模拟值与实际运行数据(流量或压力)进行比较分析确定是否泄漏，该方法的准确度主要取决于管网模型的精度；神经网络法依靠学习管网正常与故障运行数据，自主分析管网运行状态并建立判断管网泄漏的能力。该方法具有很强的抗干扰能力，但需要大量泄漏数据学习建模；统计检测法是基于统计理论，分析泄漏工况运行数据，并与正常工况建立函数关系来估算泄漏量和泄漏位置。该方法不需要建立模型，只需进行少量的压力与流量概率运算，具有广泛适应性，但是对仪器精度要求严格。由于供热管网在线监测系统在国内的广泛应用以及仪表精度的不断提高，为统计检测法的应用奠定了较好的物质基础，目前该方法已经获得了给水管网泄漏检测领域的持续关注。