基于EMS系统的直埋供热管道泄漏监测与定位研究

发布时间：2021-05-05 19:29

　　近年来,随着我国集中供热系统规模的持续扩大,施工敷设快捷的直埋供热管道得到了大量使用,但直埋供热管道故障预警和检测难度大等问题也愈发突出。当前常用的泄漏检测方法,大多是基于供热管道内的热水已经渗透至土层时产生的温度场、声音和流量变化进行探测的,当探测到故障时已经不可避免的带来停热、高温危害等问题,不能最大程度减少管道泄漏造成的损失。EMS（European Monitoring System）系统在供热领域得到了关注。EMS系统通过埋设在供热管道保温层内的报警线,对供热管网系统的运行情况实时监测。EMS系统还可用于供热管道保温层补口及外护层严密性的施工质量进行监控,系统还利用时域反射的工作原理,通过发射脉冲获得报警线和钢管间的阻抗值波动,定位故障点位置。因此,EMS系统是一种高效、准确、智能化的管网故障监测系统,符合“智慧供热”的行业发展理念。为解决EMS系统在实际应用中存在的问题,本文从EMS系统工作原理出发,通过模拟、仿真和试验等手段,对目前EMS系统工程应用上运行规律性进行研究分析,取得一些特征数据用于指导实践应用。首先分析了直埋供热管道发生故障的原因,对比常用供热管道故障探测方... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 EMS系统在供热管网中的应用
        1.2.1 对供热管道泄漏的监测
        1.2.2 对供热管道泄漏点的定位
        1.2.3 EMS系统应用存在的问题
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 直埋供热管道泄漏原因分析
        1.3.2 直埋供热管道泄漏检测与定位研究
        1.3.3 国内外研究现状简析
    1.4 本文主要研究内容
第2章 聚氨酯保温层材料性能及管道泄漏模型建立
    2.1 供热管道聚氨酯保温层结构与性能
        2.1.1 聚氨酯材料的结构特点
        2.1.2 聚氨酯材料的物理性质
    2.2 供热管道泄漏模型的建立
        2.2.1 聚氨酯保温材料计算处理方法
        2.2.2 建立供热管道泄漏的数学模型
        2.2.3 建立供热管道泄漏的物理模型
    2.3 CFD模拟软件
    2.4 本章小结
第3章 流体在供热管道保温层内运动的数值模拟
    3.1 供热管道保温层内流体运动的二维模拟
        3.1.1 二维模型的创建及网格划分
        3.1.2 CFD模拟软件的求解设置
    3.2 供热管道保温层内流体运动的二维模拟结果
        3.2.1 泄漏流体二维渗流进程
        3.2.2 泄漏流速及孔径对渗流的影响
        3.2.3 外浸水汽在保温层内的流动模拟
    3.3 供热管道保温层内流体运动的三维模拟
    3.4 供热管道保温层内流体运动的三维模拟结果
        3.4.1 泄漏流体三维渗流进程
        3.4.2 泄漏位置对渗流的影响
    3.5 本章小结
第4章 保温层材料电阻率与体积含水率关系的研究
    4.1 供热管道保温层材料电阻率的理论计算
        4.1.1 混合物电阻率计算方法
        4.1.2 保温层聚氨酯材料进水后电阻率的理论计算
    4.2 供热管道保温层材料电阻率的仿真计算
        4.2.1 保温层电阻率仿真计算方法
        4.2.2 保温层电阻率仿真计算过程
        4.2.3 保温层聚氨酯材料进水后电阻率的仿真计算
        4.2.4 保温层进入水的电导率对材料电阻率的影响
    4.3 本章小结
第5章 EMS系统泄漏点定位的试验研究
    5.1 EMS时域反射定位
        5.1.1 EMS系统时域反射定位原理
        5.1.2 EMS系统时域反射定位的设备组成
    5.2 EMS系统时域反射定位试验
        5.2.1 EMS时域反射定位试验台与试验仪器
        5.2.2 试验步骤
    5.3 试验结果及分析
        5.3.1 反射波形特征试验结果及分析
        5.3.2 管件长度修正试验结果及分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3170453