專利名稱：一種供熱管網泄漏定位系統的制作方法
技術領域：
一種供熱管網泄漏定位系統技術領域[0001]本實用新型屬于供熱管網故障的監測領域，特別涉及一種供熱管網的泄漏定位系 統。
背景技術：
[0002]隨著我國社會經濟的發展，目前北方城市由以前的區域供熱正在迅速的向集中供 熱轉變，熱用戶的數量不斷增加，城市供熱管網的覆蓋面積越來越大，相應的事故發生率及 帶來的經濟損失也隨之增加。因此,我們對供熱管網本身的安全性要求越來越高,對供熱管 網的事故泄漏檢測系統的需求也更加迫切。目前國內的大型供熱管網大部分使用室外直埋 敷設的方法，監控多數采用SCADA系統，以實現數據采集、設備控制、測量、參數調節以及各 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，在遇到突發的泄漏事 故時，且事故泄漏量小于系統最大補水量的情況下，很難通過巡視方法確定泄漏管段。發明內容[0003]本實用新型為迅速準確的確定供熱管網發生泄漏的位置，提出了一種供熱管網的 泄漏定位系統。[0004]本實用新型采用的技術方案為[0005]該系統由鍋爐房控制中心、若干個換熱站控制系統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、數據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由換熱站終端數據傳輸設備，以及分別與換熱站終端數據傳 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通過換熱站終端數據傳輸設備和數據傳輸線與鍋爐房 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終端的數據采集，返回到控制中心后，通過計算程序，便 可以得出實時的系統水力工況，每一組返回的數據，都可以對應的形成其相應的系統水壓 圖，以及各換熱站流量和壓力與上一組相比的變化趨勢。只要監測到這些數據出現泄漏工 況時的變化趨勢，便可以實現泄漏管段的定位。


[0012]圖1為本實用新型的一種供熱管網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-數據傳輸設備，4-多通道驅動接收器，5-換熱 站控制系統，6-換熱站終端數據傳輸設備，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的泄漏定位系統，
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，該系統由鍋爐房控制中心1、若干個換熱站控制系統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、數據傳輸設備3和多通道驅動接收器 4組成；換熱站控制系統5由換熱站終端數據傳輸設備6，以及分別與換熱站終端數據傳輸 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5通過換熱站終端數據傳輸設備6和數據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據，并對換熱站傳回的采集數據進行整理和分析，作為初始數據的輸 A ；[0022]多通道驅動接收器4，用于壓力和流量信號的接收、轉換和發送；[0023]數據傳輸設備3，用于模擬信號與數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據；[0024]鍋爐房控制中心I對換熱站傳回的采集數據進行存儲、整理和分析，通過聯立節 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， 生成動態系統水壓圖及換熱站流量和壓力的變化圖；[0025]換熱站終端數據傳輸設備6，用于將采集測量的換熱站入口的壓力和流量信號轉 換為數字信號，輸入換熱站終端微處理器，并且接收控制中心發出的指令，并將采集的換熱 站入口壓力和流量數據信號傳回控制中心；[0026]換熱站終端微處理器7，其內設置有存儲器，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據進行處理、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、數模轉換、存儲、接收、發射以及控制中心 所需電源，即使在正常供電出現問題時，保證SCADA系統仍可以正常的運行；[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，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的 初始種群；利用采集到的用戶壓力和流量數據，確定遺傳算法的目標函數，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泄漏定位方法的流程圖，其具體的步驟和作用 包括以下內容[0033]a.通過分解、合并、省略，將實際供熱管網進行簡化，抽象成理想的計算模型；[0034]b.利用該供熱管網的設計值和歷史運行數據，計算出該供熱管網在正常運行時的 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據，計算生成正常工況下該供熱管網的實時動態水壓 圖，以及換熱站入口壓力和流量變化的趨勢圖；[0036]d.當水壓圖出現壓力梯度的拐點，同時測得的用戶的壓力和流量出現泄漏工況下 的變化規律，且補水泵補水量突然增大時，可判斷出現泄漏故障；[0037]e.根據泄漏后的數據，同樣采用遺傳算法對泄漏后的供熱管網模型進行修正，計 算得出泄漏后的供熱管網各節點的壓力和各管段的流量；[0038]f.管網中出現泄漏點后，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泄漏點前用 戶入口壓力非等比失調，泄漏點后用戶入口壓力等比失調的趨勢。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.根據泄漏管段前后節點的數據，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，既為供熱管網的泄漏點。
權利要求1.一種供熱管網泄漏定位的系統，由鍋爐房控制中心(I)、若干個換熱站控制系統(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)、數據傳輸設備(3)和多通道驅動接收器(4)組成；所述換熱站控制系統(5)由換熱站終端數據傳輸設備(6)，以及分別與換熱站終端數據傳輸設備(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(5)通過換熱站終端數據傳輸設備(6)和數據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.根據權利要求1所述的一種供熱管網泄漏定位的系統，其特征在于，所述鍋爐房控制中心(I)和換熱站控制系統(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故障的監測領域，特別涉及一種供熱管網的泄漏定位系統及定位方法。由計算機、多通道驅動接收器、數據傳輸設備組成的控制中心，由換熱站終端數據傳輸設備、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的計算程序，實時地儲存、處理換熱站終端傳送回的數據。一旦供熱管網出現泄漏，通過換熱站末端監測點返回的換熱站入口壓力、流量的變化數據，通過程序計算后得出泄漏后系統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 優先權日2012年9月26日
發明者王松嶺, 楊先亮, 李彤, 時國華, 吳正人 申請人:華北電力大學(保定)