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(shù)領(lǐng)域：
一種供熱管網(wǎng)泄漏定位系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于供熱管網(wǎng)故障的監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種供熱管網(wǎng)的泄漏定位系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
[0002]隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(zhuǎn)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(lái)越大，相應(yīng)的事故發(fā)生率及 帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失也隨之增加。因此,我們對(duì)供熱管網(wǎng)本身的安全性要求越來(lái)越高,對(duì)供熱管 網(wǎng)的事故泄漏檢測(cè)系統(tǒng)的需求也更加迫切。目前國(guó)內(nèi)的大型供熱管網(wǎng)大部分使用室外直埋 敷設(shè)的方法，監(jiān)控多數(shù)采用SCADA系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各 類信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)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(shí)，且事故泄漏量小于系統(tǒng)最大補(bǔ)水量的情況下，很難通過(guò)巡視方法確定泄漏管段。發(fā)明內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型為迅速準(zhǔn)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(shí)用新型采用的技術(shù)方案為[0005]該系統(tǒng)由鍋爐房控制中心、若干個(gè)換熱站控制系統(tǒng)和紅外線測(cè)溫儀組成；[0006]所述鍋爐房控制中心由順次相連的計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和多通道驅(qū)動(dòng)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(shè)備，以及分別與換熱站終端數(shù)據(jù)傳 輸設(shè)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(gè)換熱站控制系統(tǒng)通過(guò)換熱站終端數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和數(shù)據(jù)傳輸線與鍋爐房 控制中心的多通道驅(qū)動(dòng)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(gè)組件分別與UPS電池連接。[0010]本實(shí)用新型的有益效果為[0011]通過(guò)各個(gè)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(guò)計(jì)算程序，便 可以得出實(shí)時(shí)的系統(tǒng)水力工況，每一組返回的數(shù)據(jù)，都可以對(duì)應(yīng)的形成其相應(yīng)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(shì)。只要監(jiān)測(cè)到這些數(shù)據(jù)出現(xiàn)泄漏工 況時(shí)的變化趨勢(shì)，便可以實(shí)現(xiàn)泄漏管段的定位。


[0012]圖1為本實(shí)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(shí)用新型的改進(jìn)遺傳算法流程圖。[0014]圖3為本實(shí)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(biāo)號(hào)[0016]1-鍋爐房控制中心，2-計(jì)算機(jī)，3-數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，4-多通道驅(qū)動(dòng)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(shè)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(shí)施方式
[0017]本實(shí)用新型提供了一種供熱管網(wǎng)的泄漏定位系統(tǒng)，
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。[0018]如圖1所示，該系統(tǒng)由鍋爐房控制中心1、若干個(gè)換熱站控制系統(tǒng)5和紅外線測(cè)溫 儀組成。[0019]鍋爐房控制中心I由順次相連的計(jì)算機(jī)2、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備3和多通道驅(qū)動(dòng)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(shè)備6，以及分別與換熱站終端數(shù)據(jù)傳輸 設(shè)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(gè)換熱站控制系統(tǒng)5通過(guò)換熱站終端數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備6和數(shù)據(jù)傳輸線與鍋爐房控制中心I的 多通道驅(qū)動(dòng)接收器4連接。[0020]各個(gè)組件的功能如下[0021]計(jì)算機(jī)2，其內(nèi)設(shè)置有中央處理器及存儲(chǔ)器，用于實(shí)時(shí)地收集從各個(gè)換熱站傳遞 過(guò)來(lái)的壓力及流量數(shù)據(jù)，并對(duì)換熱站傳回的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，作為初始數(shù)據(jù)的輸 A ；[0022]多通道驅(qū)動(dòng)接收器4，用于壓力和流量信號(hào)的接收、轉(zhuǎn)換和發(fā)送；[0023]數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備3，用于模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間的相互轉(zhuǎn)換，將計(jì)算機(jī)指令通過(guò)無(wú) 線信號(hào)傳給遠(yuǎn)傳終端，并接收遠(yuǎn)傳終端傳回的數(shù)據(jù)；[0024]鍋爐房控制中心I對(duì)換熱站傳回的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、整理和分析，通過(guò)聯(lián)立節(jié) 點(diǎn)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(xiě)計(jì)算程序，得出計(jì)算結(jié)果后， 生成動(dòng)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(shè)備6，用于將采集測(cè)量的換熱站入口的壓力和流量信號(hào)轉(zhuǎn) 換為數(shù)字信號(hào)，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(hào)傳回控制中心；[0026]換熱站終端微處理器7，其內(nèi)設(shè)置有存儲(chǔ)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(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)并傳回控制中心；[0027]換熱站壓力傳感器8，用于采集測(cè)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(cè)量換熱站入口的流量值；[0029]UPS電池，用于提供遠(yuǎn)傳終端采集測(cè)量、數(shù)模轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、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(wèn)題時(shí)，保證SCADA系統(tǒng)仍可以正常的運(yùn)行；[0030]紅外線測(cè)溫儀用于在大致確定泄漏點(diǎn)范圍后，確定具體泄漏位置。[0031]圖2為本實(shí)用新型的混合自適應(yīng)遺傳算法流程圖，通過(guò)遺傳算法修正管道的阻力 特性系數(shù)，從而使程序的計(jì)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(biāo)函數(shù)，計(jì)算出每個(gè)個(gè)體 的適應(yīng)值；觀察適應(yīng)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(jìn)化，直到滿足條件，在這過(guò)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(shí)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(guò)分解、合并、省略，將實(shí)際供熱管網(wǎng)進(jìn)行簡(jiǎn)化，抽象成理想的計(jì)算模型；[0034]b.利用該供熱管網(wǎng)的設(shè)計(jì)值和歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，計(jì)算出該供熱管網(wǎng)在正常運(yùn)行時(shí)的 水力工況；之后，采用改進(jìn)遺傳算法，對(duì)簡(jiǎn)化計(jì)算出的系統(tǒng)水力工況進(jìn)行修正，從而使程序 的計(jì)算值更接近實(shí)際測(cè)量值；[0035]c.利用測(cè)得的實(shí)時(shí)用戶數(shù)據(jù)，計(jì)算生成正常工況下該供熱管網(wǎng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)水壓 圖，以及換熱站入口壓力和流量變化的趨勢(shì)圖；[0036]d.當(dāng)水壓圖出現(xiàn)壓力梯度的拐點(diǎn)，同時(shí)測(cè)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(bǔ)水泵補(bǔ)水量突然增大時(shí)，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(duì)泄漏后的供熱管網(wǎng)模型進(jìn)行修正，計(jì) 算得出泄漏后的供熱管網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的壓力和各管段的流量；[0038]f.管網(wǎng)中出現(xiàn)泄漏點(diǎn)后，對(duì)于水壓圖，泄漏點(diǎn)前的水壓圖壓力梯度變陡，泄漏點(diǎn) 后的水壓圖壓力梯度變平緩，水壓圖出現(xiàn)明顯的拐點(diǎn)，對(duì)于用戶處，泄漏點(diǎn)前用戶的流量增 加，泄漏點(diǎn)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(diǎn)前用 戶入口壓力非等比失調(diào)，泄漏點(diǎn)后用戶入口壓力等比失調(diào)的趨勢(shì)。由水壓圖的變化情況并 結(jié)合泄漏后各用戶壓力和流量的變化趨勢(shì)，判斷出泄漏點(diǎn)所處的管段；[0039]g.根據(jù)泄漏管段前后節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，求出泄漏點(diǎn)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(diǎn)附近，利用紅外線測(cè)溫儀測(cè)出 地表溫度最高處，既為供熱管網(wǎng)的泄漏點(diǎn)。
權(quán)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(gè)換熱站控制系統(tǒng)(5) 和紅外線測(cè)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(jì)算機(jī)(2)、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備(3)和多通道驅(qū)動(dòng)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(shè)備(6)，以及分別與換熱站終端數(shù)據(jù)傳輸設(shè)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(gè)換熱站控制系統(tǒng)(5)通過(guò)換熱站終端數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備(6)和數(shù)據(jù)傳輸線與鍋爐房控制中心(I)的多通道驅(qū)動(dòng)接收器(4)連接。
2.根據(jù)權(quán)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(gè)組件分別與UPS電池連接。
專利摘要本實(shí)用新型屬于供熱管網(wǎng)故障的監(jiān)測(cè)領(lǐng)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(jì)算機(jī)、多通道驅(qū)動(dòng)接收器、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備組成的控制中心，由換熱站終端數(shù)據(jù)傳輸設(shè)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(gòu)成換熱站終端。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中設(shè)置有供熱管網(wǎng)的計(jì)算程序，實(shí)時(shí)地儲(chǔ)存、處理?yè)Q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(guò)換熱站末端監(jiān)測(cè)點(diǎn)返回的換熱站入口壓力、流量的變化數(shù)據(jù)，通過(guò)程序計(jì)算后得出泄漏后系統(tǒng)的水力工況就可以識(shí)別泄漏點(diǎn)所處的管段，再通過(guò)紅外線測(cè)溫儀的輔助監(jiān)測(cè)，便可以確定具體的泄漏位置。
文檔編號(hào)F17D5/02GK202834780SQ20122049412
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者王松嶺, 楊先亮, 李彤, 時(shí)國(guó)華, 吳正人 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)(保定)