一次供热管网泄漏诊断技术研究

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现在城市集中供热发展势头迅猛,集中供热规模不断扩大,随着供热管道使用时间的增加,泄漏事故也在不断的发生。管网泄漏的时间和地点大都无规律可寻,造成经高价软化处理的热水流失,而且对采暖期的供暖产生极大的影响。因此,对供热管网泄漏的检测及时发现泄漏非常必要。针对埋地管线泄漏定位难的问题,利用了负压波泄漏诊断技术,建立管道泄漏模型对管网中影响定位精度的因素做控制变量模拟分析。当管道发生泄漏时,泄漏处的相对压力降低的数值会随着管道初始工作压力和泄漏量的增大而增大,而不同的负压力波传播速度对压力降低的数值的影响很小。负压波检测的精度受到了初始压力值、负压力波传播速度以及泄漏量的影响。堵塞是管道中不可避免现象,因此设置了管段堵塞和阀门堵塞模型。调整两种堵塞方式的堵塞量和堵塞位置,得出在管道泄漏发生时相对压力降的数值随堵塞量的减小而减小,堵塞量的变化并不会影响到负压波检测技术的精度;当堵塞量相同时将堵塞点调整到泄漏点下游时,两种堵塞模型泄漏点处的初始压力值和泄漏发生后达到新稳态时的压力值都有所增加,并且当堵塞位置在泄漏位置下游时,更加有利于负压波检测技术的应用。管道发生多点泄漏时,随着泄漏点的后移管道中压力降低幅度也下降,两个泄漏点同时泄漏引起的压力下降幅值小于单个泄漏点引起压力下降幅值之和。管道水击现象是泄漏的重要原因,水击对阀门、补偿器等管道薄弱部位有较大的破坏作用。因此建立薄弱部件模型,通过不同的关阀时间产生不同的水击强度分析了水击现象对管道中薄弱部件的影响。设置稳压模型和“<”型关阀曲线模型对管道水击防护技术研究。模拟结果显示两种防护措施的设置对管道的水击防护起到了明显的效果,管道中压力峰值分别下降约5~7bar和12~13bar,并且当管道内压力峰值越大防护的效果越好。最后依据吉林某供热一次管网的实际运行数据建立整个供热管网仿真模型。设置了两种工况对管网防护技术进行验证,以“一号站”入口压力变化为例,得出在管网中设置稳压器和设置时间梯度关闭阀门都对管网中关阀所产生的负压波有一定的抑制效果,并且当管网中流量变大时,抑制效果会更好。进行管网中泄漏位置定位时,针对传感器定位难的问题,设计了泄漏位置跟踪算法先确定泄漏点左右两侧的压力传感器,再与负压波定位技术结合应用于供热管网模型中。将模拟定位数据与管网实际发生泄漏的数据做了对比,达到了较高的精度。由于模拟过程存在较多假设而且采集频率较高,所以定位误差较小。考虑到实际管网中的复杂性和传感器采集频率较低,因此可以采用多组数据进行计算,用来缩小定位误差。
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