供热管网井式补偿器泄漏监测系统研究与实现

发布时间：2020-09-15 17:02

　　 随着城市冬季集中供热不断普及和供热区域不断扩大,热力管道泄漏事故频发,而这些频发的供热事故中以供热管网补偿器损坏而导致的泄漏事故居多,为了对井式安装的热力管网补偿器运行状况实现监测,本文中设计了一种基于多传感器的热力管网井式补偿器泄漏监测系统。在对该系统的设计过程中,首先根据某热电厂提供的补偿器失效样例对热力管网补偿器的损坏泄漏进行分析,然后确定研制该监测系统的技术路线,包括多传感器的选择、确定各传感器布置方式、开发嵌入式系统、建立基于多传感器数据的补偿器泄漏状况分析模型和开发远程监测平台等。补偿器泄漏检测装置布置在补偿器附近,其以STM32F103微处理器为核心,采集井式补偿器周围的多种环境参数,包括温度、液位和电导等,然后通过GPRS无线网络将采集到的多传感器参数传送到远程监测平台。检测站采用太阳能光伏发电装置和蓄电池相结合的方式进行供电,解决了检测点供电难的问题;通过基于LabVIEW开发的远程监测平台实现对热力管网补偿器的运行状况显示、分析和数据存储。后期设计基于GA-ELM极限学习机的多参数补偿器泄漏状态分析网络,分析热力管网补偿器运行状态,并将基于GA-ELM的多参数分析网络嵌入到基于LabVIEW开发的远程监测中心,实现对补偿器运行状况自动分析,判断其是否损坏泄漏,并预测泄漏级别。当补偿器发生泄漏事故时,该监测系统可以自动预测补偿器泄漏等级,相关人员可以凭此制定相应的维修计划。通过验证表明,本系统可以实现供热管网井式补偿器运行状况的实时监测,还可以对补偿器的泄漏状况进行评定,达到设计要求。本文研制的多传感器热力管网井式补偿器泄漏监测系统对补偿器因损坏导致的泄漏监测效果良好,能在其发生泄漏事故时及时发出报警信号,为热力公司相关人员及时抢修提供重要依据,降低泄漏造成的影响,对保障供热系统的正常运行有着重要意义。
【学位单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM761.12;TU995.3
【部分图文】：

1 绪论1.1 课题背景及意义随着我国经济的快速发展和城镇化进程的加快，城市基础设施建设不断完善，集中供暖作为保障城市居民冬季取暖的主要方式也随着城镇化的加快，其规模和普及率都在不断提高[1-2]。城市集中供热普及以及热电联产等方式的出现对节约一次能源、减缓冬季严重雾霾天气和提高人们的生活环境的质量有着重要意义[3]。根据建设部对我国北方城市集中供热情况调查显示，从1996年到2010年，我国城镇的集中供热面积由721.167 10m增长到922.521 10m；在铺设形式上，架空敷设方式约占供热管道总长形式的 9%，其余均采用地下敷设形式，约占供热管道总长度的 91%。从 2010 年至 2015 年期间，我国 16个地区 140 余座城市集中供热系统共发生供热事故 215000 起，其中重大事故约为 1000起，如图 1.1 所示为供热管网泄漏事故。这些频发的供热事故对城市居民的正常生活和社会秩序造成了严重影响[4]。

西安科技大学硕士学位论文某些补偿器自身存在质量问题，从而导致因补偿器是热流体，热流体温度变化使得供热管道管壁温度现象而发生变化。热胀冷缩会使管道发生形变，甚一问题，在供热管道敷设的过程中，普遍使用金属波1.2 所示，来补偿管道的变形，吸收机械振动，降低但是供热管道衔接处的补偿器由于所输送介质的温易造成其损坏失效，极大的影响着供热系统的稳定故中，百分之八十是由于补偿器失效引起的，热力事故，其发生时间和地点大多都难有规律可循，这，影响供热管网的经济安全稳定运行；而且补偿器价软化的热水浪费，增加供热成本，造成巨大经济

2 热力管网井式补偿器泄漏监测系统方案1 热力管网补偿器简介在城市集中供热系统中，波纹管补偿器被广泛使用，其主要材质为不锈钢，主要用补偿热力管网受管道内热介质温度变化或机械振动引起的伸缩量，且补偿效果良好。波纹管补偿器虽然具有弹性形变好、耐压等优点，但其缺点是使用寿命有限，受运工况和环境的影响容易损坏，引发泄漏事故。通过查阅相关文献资料和实地考察发现，前供热管道主要有两种敷设形式：埋地式和架空式。埋地式是指将供热管道埋在地下定深度的土壤层里；架空式是将供热管道架空安装在地面之上。热力管网补偿器也有种安装方式[40]：埋地安装方式和井式安装方式。补偿器的埋地安装方式如图 2.1（a）示，从供热单位到用热单位之间的供热管道埋于地下，而补偿器作为管道与管道之间连接部件，同样埋设于土壤中。补偿器的井式安装如图 2.1（b）所示，为延长补偿器用寿命及安装维修方便，从供热热源到用热单位之间的供热管道铺设于地下，补偿器于检查井中，并将其固定，设置井盖及其他装置。

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 单立军;;供热管网泄漏检测方法探讨[J];区域供热;2014年06期

2 王业;;供热管网泄漏故障诊断技术[J];山西建筑;2014年19期

3 徐中堂;;我国城市集中供热在创新中发展[J];区域供热;2014年02期

4 刘刚;陈树新;;基于STM32的铂热电阻桥式测温系统设计与实现[J];自动化与仪表;2014年01期

5 李明;;金属波纹补偿器在管系中应用[J];民营科技;2013年12期

6 张文博;姬红兵;;融合极限学习机[J];电子与信息学报;2013年11期

7 王家兵;杨志刚;吴洪明;;Arduino高精度静压液位测量与控制系统[J];仪表技术与传感器;2013年08期

8 王秀勇;孙强;杨照;刘会翠;刘向平;蒯乃杰;;一种能量自给型温度监测模块设计[J];计算机与现代化;2012年12期

9 李宏涛;;关于钢塑复合管应用于庭院热力管网的探讨[J];建设科技;2012年15期

10 韩红桂;乔俊飞;薄迎春;;基于信息强度的RBF神经网络结构设计研究[J];自动化学报;2012年07期

相关会议论文 前1条

1 王德林;冯廷龙;韩吉兵;唐宏伟;;我国供热现状及热计量方法分析[A];山东土木建筑学会热能动力专业委员会第13届学术交流会论文集[C];2010年

相关博士学位论文 前1条

1 雷翠红;供热管网泄漏故障诊断的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 呼霄鹏;自供电热力管网膨胀节损坏监测系统研究与实现[D];西安科技大学;2017年

2 贾浩;地下供热一次管网膨胀节损害智能监测系统的研究[D];西安科技大学;2016年

3 高扬;供热管网泄漏检测模型的建立与诊断[D];哈尔滨工业大学;2015年

4 王旭光;大型工业供热蒸汽管网运行状态分析及操作优化[D];浙江大学;2015年

5 哈明光;单隐含层前馈神经网络结构选择研究[D];河北大学;2014年

6 甘露;极限学习机的研究与应用[D];西安电子科技大学;2014年

7 崔丽娟;输气管道泄漏监测及定位技术研究[D];太原科技大学;2013年

8 刘帆;基于遗传算法的应急物流车辆路径问题研究[D];西安科技大学;2012年

9 南浩;基于改进遗传算法优化BP神经网络的变压器故障诊断[D];华北电力大学;2012年

10 邬玲懿;基于神经网络的排水管网预测模型的研究及应用[D];杭州电子科技大学;2011年

本文编号：2819229