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初級(jí)會(huì)員 | 第6年

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大型壓力輸水管道水錘爆管及漏損監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)分析

時(shí)間:2022/10/14閱讀:595
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一、前言:大型壓力輸水管道爆管事故會(huì)極大影響城市供水,據(jù)中國(guó)水協(xié)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),國(guó)內(nèi)600多個(gè)城市供水管網(wǎng)平均漏損率達(dá)到了15%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了國(guó)外7%的漏損率。我國(guó)大型壓力輸水管道停水檢修時(shí)間間隔長(zhǎng)(通常每年一次),檢修時(shí)間短,通過(guò)檢修的方法杜絕爆管并不可行。建立大型壓力輸水管道水錘爆管及漏損監(jiān)測(cè)系統(tǒng)勢(shì)在必得,以保障我國(guó)大中城市供水安全,為社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展保駕護(hù)航。

二、輸水管道爆管原因:水錘(水擊),氣阻、管材、年限、基建、壓力、地質(zhì)、連接、填充物等等。大致分為兩類(lèi),第一類(lèi):突發(fā)性爆管,由于水錘效應(yīng)壓力過(guò)高導(dǎo)致,挖機(jī)施工等。第二類(lèi):漸進(jìn)性爆管,多種原因?qū)е戮植柯p或多處局部漏損,從而形成爆管。

三、大型壓力輸水管道水錘爆管及漏損監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)分析

1、管道外壁泄漏連續(xù)性監(jiān)測(cè)技術(shù)

(1)分布式光纖聲波振動(dòng)傳感技術(shù)

大型壓力供水管道外壁鋪設(shè)傳感光纜,傳感光纜相當(dāng)于傳感器,利用偵聽(tīng)壓力供水管道泄漏點(diǎn)發(fā)出的呼嘯聲以及管壁振動(dòng)這種實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)方法,不受管道埋深地理高程影響,定位精度高。如果是PCCP管道測(cè)斷絲的話一定要把傳感光纜鋪設(shè)在管道里面,效果geng佳。

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(2)分布式光纖測(cè)溫技術(shù)

該技術(shù)主要監(jiān)測(cè)大型壓力供水管道外壁溫度場(chǎng)的溫度變化,可實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)方法,不受管道埋深地理高程影響,定位精度高。

2、管道內(nèi)壁泄漏連續(xù)性監(jiān)測(cè)技術(shù)

監(jiān)測(cè)大型壓力供水管道泄漏時(shí)的壓力、流量變化以及偵聽(tīng)泄漏點(diǎn)的聲波,該技術(shù)在確定排氣閥位置上安裝一體式傳感器,必須包括高頻壓力計(jì)和水聽(tīng)器,同時(shí)傳感器接觸到管道內(nèi)的水。安裝傳感器位置間距的設(shè)置原則:800-1200米,現(xiàn)場(chǎng)條件在此間距范圍內(nèi)適當(dāng)調(diào)整位置。

管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電學(xué)式.jpg

為保證管道正常安全運(yùn)行,本系統(tǒng)中傳感器安裝在專(zhuān)屬結(jié)構(gòu)件中,結(jié)構(gòu)件加裝在排氣閥上,結(jié)構(gòu)件中水與主管道內(nèi)水相通即可,無(wú)需將傳感器放入主管道內(nèi)。

傳感器通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集通信裝置RTU,3G/4G無(wú)線方式,將采集到數(shù)據(jù)傳輸?shù)秸{(diào)度控制中心分析平臺(tái)對(duì)管道進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析。

四、大型壓力輸水管道水錘爆管及漏損監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)技術(shù)分析

(1)、功能技術(shù)分析

1、識(shí)別和展示管線壓力瞬變水錘事件(水泵開(kāi)停、閥門(mén)開(kāi)閉、施工、沖洗、排氣故障等),在線記錄顯示水錘壓力變化曲線,實(shí)現(xiàn)報(bào)警,并確定壓力瞬變?cè)春投ㄎ唬?/p>

2、傳感器沿主管道800-1200米安裝間距,能夠?qū)崿F(xiàn)微小漏損監(jiān)測(cè)和報(bào)警,爆管大漏損事件監(jiān)測(cè)和報(bào)警。通過(guò)時(shí)鐘同步技術(shù)確定漏失位置,精度≤50米;

3、壓力瞬變(水錘)分析,結(jié)合供水帶壓管道(GIS)材質(zhì)、管齡、管徑等等參數(shù),基于現(xiàn)場(chǎng)存在的壓力瞬變強(qiáng)度和數(shù)量,評(píng)估管道的爆管風(fēng)險(xiǎn),并展示危險(xiǎn)管線的區(qū)域;

4、管線異常事件管理,完整、準(zhǔn)確掌握輸水系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài),通過(guò)高頻壓力和聲納數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)排氣閥工作狀態(tài);

5、系統(tǒng)能夠快速判斷給水系統(tǒng)問(wèn)題,提高管線運(yùn)行的可靠性、安全性,基于供水壓力實(shí)現(xiàn)供水調(diào)度,并及時(shí)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行異常,提高調(diào)度管理的效率和水平。

(2)系統(tǒng)技術(shù)分析

狀態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器用于存儲(chǔ)和管理從各數(shù)據(jù)采集設(shè)備傳送過(guò)來(lái)的實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)、歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)及各特征數(shù)據(jù),并應(yīng)能根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)分析和診斷。

狀態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器應(yīng)可以接收其他數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù),具有良好的擴(kuò)展性和兼容性。狀態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器應(yīng)可供現(xiàn)場(chǎng)工程師進(jìn)行相關(guān)系統(tǒng)設(shè)置和監(jiān)測(cè)分析工作。服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)軟件采用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件,以滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)(MongoDB)中的查詢處理管理的需求,并分成系統(tǒng)分析和發(fā)布層。

系統(tǒng)分析和發(fā)布層的作用是將采集到的數(shù)據(jù)結(jié)合用戶管道和設(shè)備數(shù)據(jù)(或GIS系統(tǒng)提供數(shù)據(jù))進(jìn)行計(jì)算和分析并在地圖上進(jìn)行展示。同時(shí),將報(bào)警信息或壓力瞬變分析結(jié)果封裝成WebService接口,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的交互。


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