СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ТЕПЛОТРАССЫ
METHOD FOR DIAGNOSTICS OF HEATING MAIN

Изобретение относится к дистанционному контролю технического состояния теплотрассы и может быть использовано при создании систем автоматизации теплоснабжения.
Известен способ обнаружения утечек жидких углеводородов из магистральных трубопроводов (Патент РФ №2117855, F17D 5/02, 1998 г.), который включает съемку теплового поля трассы трубопровода, оптическое зондирование приземного слоя атмосферы на длине волны поглощения газовой фракцией углеводородов, определение местоположения локальных участков местности с аномальной температурой и максимальным поглощением приземного слоя атмосферы, регистрацию интенсивности акустического шума в подповерхностном слое почвы трассы трубопровода, определение величины и направления градиентов температуры, поглощения атмосферы и акустического шума в окрестностях выявленных локальных участков и определение места течи по местоположению локального участка, где температурная аномалия, поглощение приземного слоя атмосферы и интенсивность акустического шума превышает заданные пороговые значения по каждому измеряемого параметру при условии, что градиенты измеряемых параметров не превосходят заданные пороговые значения градиентов по всем направлениям в окрестности данного локального участка.
Недостатком данного способа является значительная сложность реализации, обусловленная необходимостью использования дополнительного оборудования для идентификации участка трубопровода, где возникла течь.
Известен также способ диагностики трубопровода (Патент РФ №2234636, F17D 5/02, 2004 г.), заключающийся в контроле активных составляющих токов, потребляемых электродвигателями перекачивающих агрегатов, контроле напряжения на зажимах силовых цепей электродвигателей каждой перекачивающей станции и дистанционной передаче информации на управляющее вычислительное устройство, с помощью которого вычисляется активная мощность электродвигателей, определении степени рассогласования между ними и сравнении значения рассогласования с заданной уставкой, при превышении которой выдается управляющее воздействие на локализацию аварийного участка трубопровода.
Недостаток данного способа связан с его невысокой точностью, поскольку фиксируется лишь поврежденный участок значительной протяженности между перекачивающими станциями.
Наиболее близким к заявляемому является «Способ обнаружения утечек жидких углеводородов из магистральных трубопроводов» (Патент РФ №2421657, F17D 5/02, 2011 г.), принятый за прототип, включающий контроль расхода и давления жидкости на концах участка трубопровода, определение распределения давления по длине участка трубопровода в течение фиксированного промежутка времени, соответствующего времени прохождения волны давления на контролируемом участке трубопровода, вычисление значений среднеквадратической разности между найденными распределениями давления для каждой точки контролируемого участка трубопровода и фиксацию сечения утечки по минимальному значению указанной разности.
Недостаток указанного способа заключается в невысокой точности определения места повреждения такого трубопровода, как теплотрасса, где по всей длине трубопровода осуществляется отбор теплоносителя потребителями тепла неравномерно по объему и по времени, что затрудняет процесс определения местоположения течи трубопровода.
Технический результат предлагаемого способа заключается в обеспечении точности диагностики технического состояния теплотрассы.
Технический результат достигается тем, что в способе диагностики теплотрассы, заключающемся в контроле расхода теплоносителя, измеряют температуру и расход теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах каждого потребителя тепла, подключенного к теплотрассе, и, если температура теплоносителя в подающем или обратном трубопроводе у какого-либо потребителя тепла повышается, а величина расхода теплоносителя не изменяется при одновременном снижении температуры теплоносителя в аналогичном трубопроводе у следующего по ходу движения теплоносителя потребителя тепла, делают заключение о наличии утечки или о несанкционированном отборе теплоносителя на участке теплотрассы между данными потребителями тепла.
На фиг.1 приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ диагностики теплотрассы, а на фиг.2 - диаграмма распределения температуры теплоносителя по теплотрассе.
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
Устройство содержит «n» структурно идентичных локальных измерительных блоков (ЛИБ) 1, каждый из которых включает соединенные последовательно блок измерения температуры и расхода теплоносителя в подающем трубопроводе 2, потребитель тепла 3 и блок измерения температуры и расхода теплоносителя в обратном трубопроводе 4, причем вторые выходы блока измерения температуры и расхода теплоносителя в подающем трубопроводе 2 и блока измерения температуры и расхода теплоносителя в обратном трубопроводе 4 связаны с соответствующими входами теплосчетчика 5, теплопроизводящий блок 6, подающую магистраль 7, обратную магистраль 8 и блок диспетчеризации 9. Входом каждого ЛИБ 1 служит вход блока измерения температуры и расхода теплоносителя в подающем трубопроводе 2, первым выходом - первый выход блока измерения температуры и расхода теплоносителя в обратном трубопроводе 4, а вторым выходом - выход теплосчетчика 5. К входу теплопроизводящего блока 6 подключен выход обратной магистрали 8, а выход теплопроизводящего блока 6 соединен c входом подающей магистрали 7, выходы которой соединены с входами соответствующих ЛИБ 1. Первые выходы всех ЛИБ 1 подсоединены к соответствующим входам обратной магистрали 8, а вторые выходы всех ЛИБ 1 связаны с соответствующими входами блока диспетчеризации 9.
Способ осуществляется следующим образом.
i
i
i
i
i
Каждый ЛИБ 1 посредством блока измерения температуры и расхода теплоносителя в подающем трубопроводе 2 и блока измерения температуры и расхода теплоносителя в обратном трубопроводе 4 осуществляет контроль температуры и расхода теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах для последующего вычисления потребляемой тепловой энергии потребителем тепла 3. Результаты измерений и вычислений каждый теплосчетчик 5 передает в блок диспетчеризации для контрольно-аналитических целей, при этом наличие указанных данных позволяет осуществлять оперативную диагностику технического состояния подающей магистрали 7 и обратной магистрали 8 теплотрассы без применения дополнительных измерительных средств.
i
i
i
max
min
Поскольку при постоянном отборе теплоносителя из подающей магистрали 7 его температура в месте отбора равна температуре теплоносителя в подающем трубопроводе 2, а температура теплоносителя в обратной магистрали 8 практически совпадает с температурой теплоносителя в обратном трубопроводе 4, то на основе результатов измерения температуры теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах каждого ЛИБ 1 строится диаграмма изменения температуры теплоносителя в подающей магистрали 7 и обратной магистрали 8 теплотрассы от максимального значения T на выходе теплопроизводящего блока 6 до минимального значения T на входе теплопроизводящего блока 6 (на диаграмме фиг.2 сплошные линии).
i
i+1
i
n
i+1
Если, например, произошло повреждение подающей магистрали 7 на участке между ЛИБ 1 и ЛИБ 1, то вследствие увеличения расхода теплоносителя в подающей магистрали 7 на участке от выхода теплопроизводящего блока 6 до места утечки теплоносителя температура теплоносителя возрастет, т.е. увеличится и температура теплоносителя в подающем трубопроводе 2, а расход теплоносителя в подающей магистрали 7 на участке от места утечки теплоносителя до ЛИБ 1 уменьшится, следовательно, уменьшится и температура теплоносителя на данном участке подающей магистрали 7 (на диаграмме фиг.2 пунктирные линии) и на подающем трубопроводе 2.
Аналогичный результат изменения диаграммы распределения температуры теплоносителя по теплотрассе получается и при повреждении обратной магистрали 8.
Подобное аномальное изменение диаграммы распределения температуры теплоносителя по теплотрассе однозначно свидетельствует о наличии повреждения теплотрассы или о несанкционированном отборе теплоносителя и позволяет выявить поврежденный участок теплотрассы.
Таким образом, реализация предложенного способа позволяет обеспечить высокую точность диагностики технического состояния теплотрассы без применения дополнительных измерительных средств.