專利名稱：管道及動力機組故障診斷綜合實驗臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是關(guān)于一種管道泄漏檢測裝置，尤其涉及一種管道及動力機組故障診斷綜合實驗臺。
背景技術(shù)：
隨著石油、天然氣的開發(fā)與廣泛應(yīng)用，管道工業(yè)的發(fā)展如火如荼；“西氣東輸”等重大工程更是凸顯了管道地位的重要性。與此同時，由于管道增多、管齡增長以及腐蝕、缺陷等自然或人為的原因，使管道泄漏頻繁發(fā)生，不僅造成資源浪費，而且對環(huán)境造成污染，所以管道泄漏檢測和定位技術(shù)的研究已顯得異常重要，也是一個亟待解決的問題。為了提高泄漏檢測和定位技術(shù)，目前國內(nèi)不少科研單位和高校正在從各個角度開展有關(guān)理論和方法的研究，并且取得了一些可喜的成果。但鑒于油氣管網(wǎng)現(xiàn)場實驗測試難以實現(xiàn)，其研究大多停留在理論分析和計算機仿真層面上，因而從某種程度上阻礙了管道泄漏檢測和定位技術(shù)的實際實施以及相關(guān)技術(shù)的深人研究。為了解決上述問題，研制管道及動力機組故障診斷綜合實驗臺是非常及時而有效的措施，不僅具有較高的教學(xué)研究價值，更重要的是對解決實際故障問題具有很強的實用性。申請?zhí)枮椤?01110302314.3”的發(fā)明申請是一種水下輸氣管道泄漏檢測實驗平臺，該實驗平臺可以監(jiān)測高壓輸氣管道內(nèi)的壓力波動、輸出氣體流量變化，模擬不同泄漏孔徑大小，通過檢測模塊可以檢測到泄漏信息并傳輸?shù)竭h端控制中心，以便對檢測系統(tǒng)進行改進和提高。但是，這個現(xiàn)有技術(shù)只能檢測氣體管道，并且無法對動力機組故障進行檢測；而輸油泵及壓縮機組工作環(huán)境惡劣，系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制參數(shù)繁多，且調(diào)節(jié)操作頻繁，機組突發(fā)故障率較高，若沒有有效的安全技術(shù)保障，將可能發(fā)生惡性停機事故，從而造成嚴(yán)重的生產(chǎn)經(jīng)濟損失與人員傷亡，因此對機組的故障診斷研究也有著重要的意義。由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗與實踐，提出一種管道及動力機組故障診斷綜合實驗臺，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種管道及動力機組故障診斷綜合實驗臺，能夠模擬實際管線(包括輸送液體和氣體的管道)泄漏及動力機組故障，為故障診斷理論的研究提供實驗條件。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，一種管道及動力機組故障診斷綜合實驗臺，所述綜合實驗臺包括液體輸送故障診斷系統(tǒng)和氣體輸送故障診斷系統(tǒng)；液體輸送故障診斷系統(tǒng)包括有水箱，從水箱出口端至進口端順序串聯(lián)有第一球閥、離心泵、單向閥、節(jié)流閥、第一壓力傳感器、液體輸送管道、第一閘閥和第二壓力傳感器；在所述液體輸送管道中設(shè)有多組液體泄漏閥組，每組液體泄漏閥組之間呈一定間隔距離設(shè)置，各液體泄漏閥組內(nèi)包括有多個液體泄漏閥，各閥組內(nèi)的多個液體泄漏閥具有不同的孔徑；[0008]氣體輸送故障診斷系統(tǒng)包括有壓縮機和儲氣罐，壓縮機與儲氣罐之間順序串聯(lián)有第二球閥、第一聲波傳感器、第二閘閥、氣體輸送管道和第二聲波傳感器；在所述氣體輸送管道中設(shè)有多組氣體泄漏閥組，每組氣體泄漏閥組之間呈一定間隔距離設(shè)置，各氣體泄漏閥組內(nèi)包括有多個氣體泄漏閥，各閥組內(nèi)的多個氣體泄漏閥具有不同的孔徑；所述綜合實驗臺還包括連接液體輸送故障診斷系統(tǒng)和氣體輸送故障診斷系統(tǒng)的第一聯(lián)通管路和第二聯(lián)通管路；所述第一聯(lián)通管路的一端連接于第一壓力傳感器與第一組液體泄漏閥組之間的液體輸送管道上，所述第一聯(lián)通管路的另一端連接于第一聲波傳感器與第二閘閥之間的氣體輸送管道上，該第一聯(lián)通管路中設(shè)有第三閘閥；所述第二聯(lián)通管路的一端連接于最后一組液體泄漏閥組與第一閘閥之間的液體輸送管道上，所述第二聯(lián)通管路的另一端連接于第二閘閥與第一組氣體泄漏閥組之間的氣體輸送管道上，該第二聯(lián)通管路中設(shè)有第四閘閥；所述綜合實驗臺還包括與離心泵和壓縮機接觸設(shè)置的振動傳感器。在本實用新型的一較佳實施方式中，在第一組液體泄漏閥組與第二組液體泄漏閥組之間的液體輸送管道上，設(shè)有與水箱進口端聯(lián)通的分輸管路，該分輸管路中設(shè)有第五閘閥。在本實用新型的一較佳實施方式中，所述液體輸送故障診斷系統(tǒng)還包括一條與水箱進口端連接的集水管路；各個液體泄漏閥的出口分別通過相應(yīng)導(dǎo)管與該集水管路聯(lián)通。在本實用新型的一較佳實施方式中，所述液體泄漏閥和氣體泄漏閥均由手動閥門構(gòu)成。在本實用新型的一較佳實施方式中，所述各閥組內(nèi)的多個液體泄漏閥及各閥組內(nèi)的多個氣體泄漏閥的孔徑范圍為I 10_。在本實用新型的一較佳實施方式中，所述儲氣罐上設(shè)有安全閥。在本實用新型的一較佳實施方式中，所述綜合實驗臺還包括與離心泵和壓縮機接觸設(shè)置的溫度傳感器。由上所述，本實施方式中的管道及動力機組故障診斷綜合實驗臺，可以實現(xiàn)模擬實際管線的泄漏和動力機組的故障，可以分別單獨用來做模擬液體或氣體泄漏的實驗，也可以將液體輸送故障診斷系統(tǒng)與氣體輸送故障診斷系統(tǒng)連接，增長管道的長度，用以進行模擬天然氣的實驗。同時，該綜合實驗臺還可用來做離心泵和壓縮機的故障診斷實驗，其中，管線診斷實驗可以對液體和氣體在管道中不同的位置(如直管段、彎管段)、不同的泄漏量情況下的診斷，也可診斷管線在不同的負載(壓力、排量)及不同的支撐狀態(tài)下(如支撐的位置及支撐的牢固情況)管線的振動情況。機組故障診斷實驗可以對機組采集振動、轉(zhuǎn)速、壓力、溫度等參數(shù)，診斷電機、離心泵或壓縮機的軸承、葉輪、聯(lián)軸器、機體松動等故障。還可以做電動機空載、變載實驗及離心泵空載、變載實驗等。

以下附圖僅旨在于對本實用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實用新型的范圍。其中:圖1:為本實用新型管道及動力機組故障診斷綜合實驗臺的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了對本實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本實用新型的具體實施方式
。如圖1所示，本實用新型提出一種管道及動力機組故障診斷綜合實驗臺100，所述綜合實驗臺100包括液體輸送故障診斷系統(tǒng)I和氣體輸送故障診斷系統(tǒng)2 ；所述液體輸送故障診斷系統(tǒng)I包括有水箱11，從水箱11出口端至進口端順序串聯(lián)有第一球閥12、離心泵13、單向閥14、節(jié)流閥15、第一壓力傳感器16、液體輸送管道17、第一閘閥18和第二壓力傳感器19 ;在所述液體輸送管道17中設(shè)有多組液體泄漏閥組171 (本實施方式中設(shè)置三組液體泄漏閥組171)，每組液體泄漏閥組之間呈一定間隔距離設(shè)置，各液體泄漏閥組171內(nèi)包括有多個液體泄漏閥1711，各閥組內(nèi)的多個液體泄漏閥1711具有不同的孔徑；所述氣體輸送故障診斷系統(tǒng)2包括有壓縮機21和儲氣罐22，壓縮機21與儲氣罐22之間順序串聯(lián)有第二球閥23、第一聲波傳感器24、第二閘閥25、氣體輸送管道26和第二聲波傳感器27 ;在所述氣體輸送管道26中設(shè)有多組氣體泄漏閥組261 (本實施方式中設(shè)置三組氣體泄漏閥組261)，每組氣體泄漏閥組261之間呈一定間隔距離設(shè)置，各氣體泄漏閥組261內(nèi)包括有多個氣體泄漏閥2611，各閥組內(nèi)的多個氣體泄漏閥2611具有不同的孔徑；所述儲氣罐22上設(shè)有安全閥221。所述綜合實驗臺100還包括連接液體輸送故障診斷系統(tǒng)I和氣體輸送故障診斷系統(tǒng)2的第一聯(lián)通管路3和第二聯(lián)通管路4 ;所述第一聯(lián)通管路3的一端連接于第一壓力傳感器16與第一組液體泄漏閥組171之間的液體輸送管道17上，所述第一聯(lián)通管路3的另一端連接于第一聲波傳感器24與第二閘閥25之間的氣體輸送管道26上,該第一聯(lián)通管路3中設(shè)有第三閘閥31 ;所述第二聯(lián)通管路4的一端連接于最后一組液體泄漏閥組171與第一閘閥18之間的液體輸送管道17上，所述第二聯(lián)通管路4的另一端連接于第二閘閥25與第一組氣體泄漏閥組261之間的氣體輸送管道26上，該第二聯(lián)通管路4中設(shè)有第四閘閥41 ；所述綜合實驗臺100還包括與離心泵13和壓縮機21接觸設(shè)置的振動傳感器及溫度傳感器(圖中未示出)；所述第一壓力傳感器16、第二壓力傳感器19、第一聲波傳感器24、第二聲波傳感器27以及振動傳感器、溫度傳感器等與一數(shù)據(jù)采集和控制裝置(圖中未示出)電連接。進一步，如圖1所示，在本實施方式中，在第一組液體泄漏閥組171與第二組液體泄漏閥組171之間的液體輸送管道17上，設(shè)有與水箱11進口端聯(lián)通的分輸管路5，該分輸管路5中設(shè)有第五閘閥51。在本實施方式中，所述液體輸送故障診斷系統(tǒng)I還包括一條與水箱11進口端連接的集水管路6 ;各個液體泄漏閥1711的出口分別通過相應(yīng)導(dǎo)管(圖中未示出)與該集水管路6聯(lián)通。進一步，在本實施方式中，所述液體泄漏閥1711和氣體泄漏閥2611均由手動閥門構(gòu)成；所述各閥組內(nèi)的多個液體泄漏閥1711及各閥組內(nèi)的多個氣體泄漏閥2611的孔徑范圍為I IOmm ;例如:如圖1所示,每組液體泄漏閥組171內(nèi)設(shè)有四個液體泄漏閥1711,四個液體泄漏閥的孔徑分別為1mm、3mm、5mm和7mm ;也可以設(shè)為2mm、4mm、6mm和8mm等，由此來模擬不同泄漏量情況下的診斷。[0029]在本實施方式中，所述液體輸送管道17及氣體輸送管道26的長度均為160m，采用單層循環(huán)、立體盤旋的方式安裝，這樣可以最大限度的節(jié)省空間；管線在垂直方向內(nèi)由下之上盤旋4層，每層長為40米，最底層距地面15厘米，每層間隔是20厘米。由上所述，本實施方式中的管道及動力機組故障診斷綜合實驗臺100，可以實現(xiàn)模擬實際管線的泄漏和動力機組的故障，可以分別單獨用來做模擬液體或氣體泄漏的實驗，也可以將液體輸送故障診斷系統(tǒng)I與氣體輸送故障診斷系統(tǒng)2連接，增長管道的長度，用以進行模擬天然氣的實驗。同時，該綜合實驗臺100還可用來做離心泵和壓縮機的故障診斷實驗，其中，管線診斷實驗可以對液體和氣體在管道中不同的位置(如直管段、彎管段)、不同的泄漏量情況下的診斷，也可診斷管線在不同的負載(壓力、排量)及不同的支撐狀態(tài)下(如支撐的位置及支撐的牢固情況)管線的振動情況。機組故障診斷實驗可以對機組采集振動(由振動傳感器采集)、轉(zhuǎn)速、壓力、溫度(由溫度傳感器采集)等參數(shù)，診斷電機、離心泵或壓縮機的軸承、葉輪、聯(lián)軸器、機體松動等故障。還可以做電動機空載、變載實驗及離心栗空載、變載實驗等。本實用新型管道及動力機組故障診斷綜合實驗臺的工作原理如下:160m氣管道的總體實驗流程為:氣體管道長160米，沿途分布有12個泄漏閥2611，通過控制開啟泄漏閥2611，則可模擬實際管線的泄漏情況。首先關(guān)閉第四閘閥41和第三閘閥31，打開第二閘閥25，空氣壓縮機21開始工作后，吸取空氣壓入本身附帶的儲氣罐中，經(jīng)第二球閥23進入氣體輸送管道26，后流入儲氣罐22，泄漏閥2611的孔徑為I 10毫米。儲氣罐22上方安裝有安全閥221，設(shè)定壓力為0.8MPa。通過選擇不同泄漏孔徑以及不同的泄漏距離，從而完成多種泄漏模式的實驗。同時可以對機組采集振動、轉(zhuǎn)速、壓力、溫度等參數(shù)，診斷電機和壓縮機的軸承、葉輪、聯(lián)軸器、機體松動等故障。160m水管道的總體實驗流程為:液體管道長160米，沿途分布有12個泄漏閥1711，通過控制開啟泄漏閥，則可模擬實際管線的泄漏情況。首先關(guān)閉第五閘閥51、第四閘閥41和第三閘閥31，打開第一閘閥18。打開水箱11的注放水閥，向水箱11內(nèi)注入約0.75容積的水后，打開連接水箱11的第一球閥12，水自動流入離心泵13，檢查節(jié)流閥15及第一閘閥18是否已打開，若已打開則可以啟動離心泵13電機。水經(jīng)離心泵13加壓提速后通過單向閥14和節(jié)流閥15后進入液體輸送管道17。模擬泄漏時，控制開啟泄漏閥1711，則管道中的水從閥孔噴出，經(jīng)泄漏集水管路6返回水箱11。管道中的第五閘閥51為分輸控制閥，控制該閥的開啟程度，可模擬管道的分輸過程。選擇不同泄漏孔徑以及不同的泄漏距離，從而完成多種泄漏模式的實驗。同時可以對機組采集振動、轉(zhuǎn)速、壓力、溫度等參數(shù)，診斷電機和離心泵的軸承、葉輪、聯(lián)軸器、機體松動等故障。為達到在現(xiàn)有條件下，盡量增長實驗管道長度的目的，特設(shè)計了將水氣管道連接共用的第一聯(lián)通管路3和第二聯(lián)通管路4，可實現(xiàn)在進行模擬天然氣實驗的時候，將管道長度增長為320米。進行該種實驗的流程為:關(guān)閉第五閘閥51、第一閘閥18、第二閘閥25，打開第二球閥23、第四閘閥41、第三閘閥31，氣體從壓縮機21出發(fā)，經(jīng)過第二球閥23、第三閘閥31先進入液體輸送管道17 (由于單向閥14的作用，氣體不會進入離心泵13所在的管路)，從第四閘閥41流出進入氣體輸送管道26，最后進入儲氣罐22中。泄漏閥1711和2611的控制方式與氣管道、水管道單獨工作時的控制方式相同。由上所述，本實用新型管道及動力機組故障診斷綜合實驗臺可以對輸氣管道和輸油管道分別進行模擬；也可以將液體輸送故障診斷系統(tǒng)與氣體輸送故障診斷系統(tǒng)連接，增長管道的長度，用以進行模擬天然氣的實驗；同時可以對機組采集振動、轉(zhuǎn)速、壓力、溫度等參數(shù)，診斷電機和離心泵的軸承、葉輪、聯(lián)軸器、機體松動等故障。現(xiàn)有技術(shù)中，針對管道泄漏檢測只是考慮管道壓力等參數(shù)的變化，也就是說不會考慮輸油泵的狀態(tài)參數(shù)；但是，輸油泵的一些操作(比如:起停泵等操作)也會對管道的壓力產(chǎn)生影響，壓力的波動會導(dǎo)致誤報警，從而影響檢測的準(zhǔn)確性。本實用新型在管道泄漏中把輸油泵的狀態(tài)考慮進去，這樣會排除輸油泵的操作所帶來的誤報警，從而提高泄漏檢測的準(zhǔn)確率。以上所述僅為本實用新型示意性的具體實施方式
，并非用以限定本實用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實用新型保護的范圍。
權(quán)利要求1.一種管道及動力機組故障診斷綜合實驗臺，其特征在于:所述綜合實驗臺包括液體輸送故障診斷系統(tǒng)和氣體輸送故障診斷系統(tǒng)； 液體輸送故障診斷系統(tǒng)包括有水箱，從水箱出口端至進口端順序串聯(lián)有第一球閥、離心泵、單向閥、節(jié)流閥、第一壓力傳感器、液體輸送管道、第一閘閥和第二壓力傳感器；在所述液體輸送管道中設(shè)有多組液體泄漏閥組，每組液體泄漏閥組之間呈一定間隔距離設(shè)置，各液體泄漏閥組內(nèi)包括有多個液體泄漏閥，各閥組內(nèi)的多個液體泄漏閥具有不同的孔徑； 氣體輸送故障診斷系統(tǒng)包括有壓縮機和儲氣罐，壓縮機與儲氣罐之間順序串聯(lián)有第二球閥、第一聲波傳感器、第二閘閥、氣體輸送管道和第二聲波傳感器；在所述氣體輸送管道中設(shè)有多組氣體泄漏閥組，每組氣體泄漏閥組之間呈一定間隔距離設(shè)置，各氣體泄漏閥組內(nèi)包括有多個氣體泄漏閥，各閥組內(nèi)的多個氣體泄漏閥具有不同的孔徑； 所述綜合實驗臺還包括連接液體輸送故障診斷系統(tǒng)和氣體輸送故障診斷系統(tǒng)的第一聯(lián)通管路和第二聯(lián)通管路；所述第一聯(lián)通管路的一端連接于第一壓力傳感器與第一組液體泄漏閥組之間的液體輸送管道上，所述第一聯(lián)通管路的另一端連接于第一聲波傳感器與第二閘閥之間的氣體輸送管道上，該第一聯(lián)通管路中設(shè)有第三閘閥；所述第二聯(lián)通管路的一端連接于最后一組液體泄漏閥組與第一閘閥之間的液體輸送管道上，所述第二聯(lián)通管路的另一端連接于第二閘閥與第一組氣體泄漏閥組之間的氣體輸送管道上，該第二聯(lián)通管路中設(shè)有第四閘閥； 所述綜合實驗臺還包括與離心泵和壓縮機接觸設(shè)置的振動傳感器。
2.如權(quán)利要求1所述的管道及動力機組故障診斷綜合實驗臺，其特征在于:在第一組液體泄漏閥組與第二組液體泄漏閥組之間的液體輸送管道上，設(shè)有與水箱進口端聯(lián)通的分輸管路，該分輸管路中設(shè)有第五閘閥。
3.如權(quán)利要求1所述的管道及動力機組故障診斷綜合實驗臺，其特征在于:所述液體輸送故障診斷系統(tǒng)還包括一條與水箱進口端連接的集水管路；各個液體泄漏閥的出口分別通過相應(yīng)導(dǎo)管與該集水管路聯(lián)通。
4.如權(quán)利要求3所述的管道及動力機組故障診斷綜合實驗臺，其特征在于:所述液體泄漏閥和氣體泄漏閥均由手動閥門構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求4所述的管道及動力機組故障診斷綜合實驗臺，其特征在于:所述各閥組內(nèi)的多個液體泄漏閥及各閥組內(nèi)的多個氣體泄漏閥的孔徑范圍為I 10_。
6.如權(quán)利要求1所述的管道及動力機組故障診斷綜合實驗臺，其特征在于:所述儲氣罐上設(shè)有安全閥。
7.如權(quán)利要求1所述的管道及動力機組故障診斷綜合實驗臺，其特征在于:所述綜合實驗臺還包括與離心泵和壓縮機接觸設(shè)置的溫度傳感器。
專利摘要本實用新型為一種管道及動力機組故障診斷綜合實驗臺，所述綜合實驗臺包括液體輸送故障診斷系統(tǒng)和氣體輸送故障診斷系統(tǒng)；所述綜合實驗臺還包括連接液體輸送故障診斷系統(tǒng)和氣體輸送故障診斷系統(tǒng)的第一聯(lián)通管路和第二聯(lián)通管路；所述綜合實驗臺還包括與機組接觸設(shè)置的振動傳感器。本實用新型能夠模擬實際管線(包括輸送液體和氣體的管道)泄漏及動力機組故障，為故障診斷理論的研究提供實驗條件。本實用新型還可以將液體輸送故障診斷系統(tǒng)與氣體輸送故障診斷系統(tǒng)連接，增長管道的長度，用以進行模擬天然氣的實驗。
文檔編號F17D5/02GK202955484SQ201220700620
公開日2013年5月29日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者梁偉, 張來斌, 葉迎春, 盧文青, 康健, 馮軍凱, 石帥 申請人:中國石油大學(xué)(北京)