專利名稱：一種供熱管網(wǎng)泄漏定位系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
一種供熱管網(wǎng)泄漏定位系統(tǒng)技術領域[0001]本實用新型屬于供熱管網(wǎng)故障的監(jiān)測領域，特別涉及一種供熱管網(wǎng)的泄漏定位系 統(tǒng)。
背景技術：
[0002]隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，目前北方城市由以前的區(qū)域供熱正在迅速的向集中供 熱轉變，熱用戶的數(shù)量不斷增加，城市供熱管網(wǎng)的覆蓋面積越來越大，相應的事故發(fā)生率及 帶來的經(jīng)濟損失也隨之增加。因此,我們對供熱管網(wǎng)本身的安全性要求越來越高,對供熱管 網(wǎng)的事故泄漏檢測系統(tǒng)的需求也更加迫切。目前國內(nèi)的大型供熱管網(wǎng)大部分使用室外直埋 敷設的方法，監(jiān)控多數(shù)采用SCADA系統(tǒng)，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各 類信號報警等各項功能。但是由于缺乏有效的泄漏管段定位的方法，在遇到突發(fā)的泄漏事 故時，且事故泄漏量小于系統(tǒng)最大補水量的情況下，很難通過巡視方法確定泄漏管段。發(fā)明內(nèi)容[0003]本實用新型為迅速準確的確定供熱管網(wǎng)發(fā)生泄漏的位置，提出了一種供熱管網(wǎng)的 泄漏定位系統(tǒng)。[0004]本實用新型采用的技術方案為[0005]該系統(tǒng)由鍋爐房控制中心、若干個換熱站控制系統(tǒng)和紅外線測溫儀組成；[0006]所述鍋爐房控制中心由順次相連的計算機、數(shù)據(jù)傳輸設備和多通道驅動接收器組 成；[0007]所述換熱站控制系統(tǒng)由換熱站終端數(shù)據(jù)傳輸設備，以及分別與換熱站終端數(shù)據(jù)傳 輸設備連接的換熱站終端微處理器、換熱站壓力傳感器和換熱站流量傳感器組成；[0008]所述各個換熱站控制系統(tǒng)通過換熱站終端數(shù)據(jù)傳輸設備和數(shù)據(jù)傳輸線與鍋爐房 控制中心的多通道驅動接收器連接。[0009]所述鍋爐房控制中心和換熱站控制系統(tǒng)中的各個組件分別與UPS電池連接。[0010]本實用新型的有益效果為[0011]通過各個換熱站控制系統(tǒng)終端的數(shù)據(jù)采集，返回到控制中心后，通過計算程序，便 可以得出實時的系統(tǒng)水力工況，每一組返回的數(shù)據(jù)，都可以對應的形成其相應的系統(tǒng)水壓 圖，以及各換熱站流量和壓力與上一組相比的變化趨勢。只要監(jiān)測到這些數(shù)據(jù)出現(xiàn)泄漏工 況時的變化趨勢，便可以實現(xiàn)泄漏管段的定位。


[0012]圖1為本實用新型的一種供熱管網(wǎng)泄漏定位的工作示意圖；[0013]圖2為本實用新型的改進遺傳算法流程圖。[0014]圖3為本實用新型的一種供熱管網(wǎng)泄漏定位方法的流程圖。[0015]圖中標號[0016]1-鍋爐房控制中心，2-計算機，3-數(shù)據(jù)傳輸設備，4-多通道驅動接收器，5-換熱 站控制系統(tǒng)，6-換熱站終端數(shù)據(jù)傳輸設備，7-換熱站終端微處理器，8-換熱站壓力傳感器， 9-換熱站流量傳感器。
具體實施方式
[0017]本實用新型提供了一種供熱管網(wǎng)的泄漏定位系統(tǒng)，
以下結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步說明。[0018]如圖1所示，該系統(tǒng)由鍋爐房控制中心1、若干個換熱站控制系統(tǒng)5和紅外線測溫 儀組成。[0019]鍋爐房控制中心I由順次相連的計算機2、數(shù)據(jù)傳輸設備3和多通道驅動接收器 4組成；換熱站控制系統(tǒng)5由換熱站終端數(shù)據(jù)傳輸設備6，以及分別與換熱站終端數(shù)據(jù)傳輸 設備6連接的換熱站終端微處理器7、換熱站壓力傳感器8和換熱站流量傳感器9組成；各 個換熱站控制系統(tǒng)5通過換熱站終端數(shù)據(jù)傳輸設備6和數(shù)據(jù)傳輸線與鍋爐房控制中心I的 多通道驅動接收器4連接。[0020]各個組件的功能如下[0021]計算機2，其內(nèi)設置有中央處理器及存儲器，用于實時地收集從各個換熱站傳遞 過來的壓力及流量數(shù)據(jù)，并對換熱站傳回的采集數(shù)據(jù)進行整理和分析，作為初始數(shù)據(jù)的輸 A ；[0022]多通道驅動接收器4，用于壓力和流量信號的接收、轉換和發(fā)送；[0023]數(shù)據(jù)傳輸設備3，用于模擬信號與數(shù)字信號之間的相互轉換，將計算機指令通過無 線信號傳給遠傳終端，并接收遠傳終端傳回的數(shù)據(jù)；[0024]鍋爐房控制中心I對換熱站傳回的采集數(shù)據(jù)進行存儲、整理和分析，通過聯(lián)立節(jié) 點流量平衡方程組、回路壓力平衡方程組和分支阻力定律編寫計算程序，得出計算結果后， 生成動態(tài)系統(tǒng)水壓圖及換熱站流量和壓力的變化圖；[0025]換熱站終端數(shù)據(jù)傳輸設備6，用于將采集測量的換熱站入口的壓力和流量信號轉 換為數(shù)字信號，輸入換熱站終端微處理器，并且接收控制中心發(fā)出的指令，并將采集的換熱 站入口壓力和流量數(shù)據(jù)信號傳回控制中心；[0026]換熱站終端微處理器7，其內(nèi)設置有存儲器，用于接收控制中心指令，并將換熱站 壓力傳感器、流量傳感器采集的測量數(shù)據(jù)進行處理、存儲并傳回控制中心；[0027]換熱站壓力傳感器8，用于采集測量換熱站入口和出口的壓力值；[0028]換熱站流量傳感器9，用于采集測量換熱站入口的流量值；[0029]UPS電池，用于提供遠傳終端采集測量、數(shù)模轉換、存儲、接收、發(fā)射以及控制中心 所需電源，即使在正常供電出現(xiàn)問題時，保證SCADA系統(tǒng)仍可以正常的運行；[0030]紅外線測溫儀用于在大致確定泄漏點范圍后，確定具體泄漏位置。[0031]圖2為本實用新型的混合自適應遺傳算法流程圖，通過遺傳算法修正管道的阻力 特性系數(shù)，從而使程序的計算值更為精確。首先，按格雷碼的編碼方式形成阻力特性系數(shù)的 初始種群；利用采集到的用戶壓力和流量數(shù)據(jù)，確定遺傳算法的目標函數(shù)，計算出每個個體 的適應值；觀察適應值是否滿足要求，若不滿足的話，采用選擇、交叉和變異的遺傳算法操 作，使初始種群進化，直到滿足條件，在這過程中選擇和交叉的概率是不斷變化的；最后采用模式搜索的方法，得出更精確的值。[0032]圖3為本實用新型的一種供熱管網(wǎng)泄漏定位方法的流程圖，其具體的步驟和作用 包括以下內(nèi)容[0033]a.通過分解、合并、省略，將實際供熱管網(wǎng)進行簡化，抽象成理想的計算模型；[0034]b.利用該供熱管網(wǎng)的設計值和歷史運行數(shù)據(jù)，計算出該供熱管網(wǎng)在正常運行時的 水力工況；之后，采用改進遺傳算法，對簡化計算出的系統(tǒng)水力工況進行修正，從而使程序 的計算值更接近實際測量值；[0035]c.利用測得的實時用戶數(shù)據(jù)，計算生成正常工況下該供熱管網(wǎng)的實時動態(tài)水壓 圖，以及換熱站入口壓力和流量變化的趨勢圖；[0036]d.當水壓圖出現(xiàn)壓力梯度的拐點，同時測得的用戶的壓力和流量出現(xiàn)泄漏工況下 的變化規(guī)律，且補水泵補水量突然增大時，可判斷出現(xiàn)泄漏故障；[0037]e.根據(jù)泄漏后的數(shù)據(jù)，同樣采用遺傳算法對泄漏后的供熱管網(wǎng)模型進行修正，計 算得出泄漏后的供熱管網(wǎng)各節(jié)點的壓力和各管段的流量；[0038]f.管網(wǎng)中出現(xiàn)泄漏點后，對于水壓圖，泄漏點前的水壓圖壓力梯度變陡，泄漏點 后的水壓圖壓力梯度變平緩，水壓圖出現(xiàn)明顯的拐點，對于用戶處，泄漏點前用戶的流量增 加，泄漏點后的用戶流量降低，用戶入口處的壓力隨干管水壓圖壓力變化出現(xiàn)泄漏點前用 戶入口壓力非等比失調(diào)，泄漏點后用戶入口壓力等比失調(diào)的趨勢。由水壓圖的變化情況并 結合泄漏后各用戶壓力和流量的變化趨勢，判斷出泄漏點所處的管段；[0039]g.根據(jù)泄漏管段前后節(jié)點的數(shù)據(jù)，求出泄漏點在該泄漏管段上的大致位置；[0040]h.在已知泄漏管段和大致泄漏位置后，沿著泄漏點附近，利用紅外線測溫儀測出 地表溫度最高處，既為供熱管網(wǎng)的泄漏點。
權利要求1.一種供熱管網(wǎng)泄漏定位的系統(tǒng)，由鍋爐房控制中心(I)、若干個換熱站控制系統(tǒng)(5) 和紅外線測溫儀組成，其特征在于，所述鍋爐房控制中心(I)由順次相連的計算機(2)、數(shù)據(jù)傳輸設備(3)和多通道驅動接收器(4)組成；所述換熱站控制系統(tǒng)(5)由換熱站終端數(shù)據(jù)傳輸設備(6)，以及分別與換熱站終端數(shù)據(jù)傳輸設備(6)連接的換熱站終端微處理器(7)、換熱站壓力傳感器(8)和換熱站流量傳感器(9)組成；所述各個換熱站控制系統(tǒng)(5)通過換熱站終端數(shù)據(jù)傳輸設備(6)和數(shù)據(jù)傳輸線與鍋爐房控制中心(I)的多通道驅動接收器(4)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種供熱管網(wǎng)泄漏定位的系統(tǒng)，其特征在于，所述鍋爐房控制中心(I)和換熱站控制系統(tǒng)(5)中的各個組件分別與UPS電池連接。
專利摘要本實用新型屬于供熱管網(wǎng)故障的監(jiān)測領域，特別涉及一種供熱管網(wǎng)的泄漏定位系統(tǒng)及定位方法。由計算機、多通道驅動接收器、數(shù)據(jù)傳輸設備組成的控制中心，由換熱站終端數(shù)據(jù)傳輸設備、換熱站終端微處理器、換熱站壓力傳感器、換熱站流量傳感器構成換熱站終端。計算機存儲器中設置有供熱管網(wǎng)的計算程序，實時地儲存、處理換熱站終端傳送回的數(shù)據(jù)。一旦供熱管網(wǎng)出現(xiàn)泄漏，通過換熱站末端監(jiān)測點返回的換熱站入口壓力、流量的變化數(shù)據(jù)，通過程序計算后得出泄漏后系統(tǒng)的水力工況就可以識別泄漏點所處的管段，再通過紅外線測溫儀的輔助監(jiān)測，便可以確定具體的泄漏位置。
文檔編號F17D5/02GK202834780SQ20122049412
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權日2012年9月26日
發(fā)明者王松嶺, 楊先亮, 李彤, 時國華, 吳正人 申請人:華北電力大學(保定)