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承德熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司上板城熱電廠配套管網(wǎng)工程項(xiàng)目于2017年正式投產(chǎn)，共建設(shè)DN500-DN1200長(zhǎng)輸供熱管線24.9 公里，建設(shè)大型隔壓換熱站兩座，設(shè)計(jì)總供熱能力630MW。建成后負(fù)責(zé)承德市高新區(qū)與主城區(qū)南部共1400萬(wàn)m²負(fù)荷的供熱任務(wù)。

（1）技術(shù)方案

管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由云監(jiān)測(cè)平臺(tái)、中央監(jiān)測(cè)設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)定位設(shè)備、太陽(yáng)能供電系統(tǒng)、室外固定檢查點(diǎn)、室內(nèi)檢查點(diǎn)、井室檢查點(diǎn)、信號(hào)線引出線、信號(hào)線等組成。

系統(tǒng)通過(guò)預(yù)制在保溫管道保溫層內(nèi)的信號(hào)線（銅線），測(cè)量電化電壓和絕緣電阻的變化，從而判斷是否泄漏。固定監(jiān)測(cè)設(shè)備通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至云監(jiān)測(cè)平臺(tái)，用戶使用上網(wǎng)設(shè)備可隨時(shí)查看監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。管道泄漏時(shí)（鋼管內(nèi)漏、PE外護(hù)管外漏），用戶收到報(bào)警信息，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)定位設(shè)備對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)定位，從而快速處理。

（2）系統(tǒng)構(gòu)成

上板城熱電廠配套管網(wǎng)泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將約24.9km（雙向）供熱管道共分為4個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)間，配置4臺(tái)監(jiān)測(cè)設(shè)備，1套云監(jiān)測(cè)平臺(tái)，可在監(jiān)控中心、計(jì)算機(jī)、手機(jī)等用戶端登錄查看設(shè)備運(yùn)行情況。管網(wǎng)泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖10-8所示。

圖10-8 管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)圖

為了便于日常巡檢及發(fā)生泄漏時(shí)對(duì)泄漏點(diǎn)進(jìn)行定位，該項(xiàng)目安裝48個(gè)檢查點(diǎn)，其中31個(gè)室外檢查點(diǎn)，2個(gè)室內(nèi)檢查點(diǎn)，15個(gè)井室檢查點(diǎn)（見(jiàn)圖10-9），配備現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)定位設(shè)備一套。

（a）中央監(jiān)測(cè)設(shè)備

（b）室外檢查點(diǎn)

（c）室內(nèi)檢查點(diǎn)

（d）井室檢查點(diǎn)

圖10-9 管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)備及檢查點(diǎn)

監(jiān)測(cè)點(diǎn)通過(guò)監(jiān)測(cè)設(shè)備將保溫管道內(nèi)預(yù)警線中信號(hào)收集并上傳到云監(jiān)測(cè)平臺(tái)（圖10-10），用戶通過(guò)登錄云監(jiān)控平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)、無(wú)線終端登錄監(jiān)測(cè)軟件，隨時(shí)隨地了解供熱管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和歷史變化趨勢(shì)。

圖10-10 云監(jiān)測(cè)平臺(tái)

若云監(jiān)測(cè)平臺(tái)檢測(cè)到故障會(huì)及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，維修人員在報(bào)警分區(qū)相應(yīng)檢查點(diǎn)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)定位設(shè)備確定報(bào)警點(diǎn)的區(qū)間分段（圖10-11），再在分段內(nèi)定位故障點(diǎn)準(zhǔn)確位置，安排合適時(shí)間進(jìn)行維修。

圖10-11現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)定位儀

自2017-2018運(yùn)行期開(kāi)始，泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已連續(xù)使用6個(gè)供暖期，實(shí)施效果明顯。

（1）有效提高保溫補(bǔ)口質(zhì)量

泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的報(bào)警線安裝基本與保溫補(bǔ)口工作同步進(jìn)行，保溫補(bǔ)口的嚴(yán)密性可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀器隨時(shí)檢查，尤其對(duì)于水位較高區(qū)域或過(guò)河段，要求實(shí)施保溫補(bǔ)口單位加強(qiáng)保溫補(bǔ)口的質(zhì)量，提高保溫補(bǔ)口的嚴(yán)密性。否則，一旦報(bào)警線檢測(cè)電阻值不合格，將要求施工隊(duì)伍返工，而返工造成的損失由施工方承擔(dān)，施工方為了降低返工率，提高工作效率，大大提升了保溫補(bǔ)口的質(zhì)量。

由于使用泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，整個(gè)工程保溫補(bǔ)口氣密性100%檢測(cè)，合格率100%（圖10-12）。

圖10-12保溫補(bǔ)口嚴(yán)格檢驗(yàn)氣密性

（2）及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，確保管網(wǎng)安全

直埋預(yù)警線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是由預(yù)埋在直埋保溫管道保溫層中的特殊導(dǎo)線及監(jiān)測(cè)設(shè)備組成?，F(xiàn)場(chǎng)通過(guò)線纜連接的漏點(diǎn)檢測(cè)模塊、通信模塊將信號(hào)實(shí)時(shí)上傳到監(jiān)測(cè)平臺(tái)。如果報(bào)警線與鋼管之間的聚氨酯泡沫層有水 （工作鋼管漏水或保護(hù)層破損導(dǎo)致外部滲水），報(bào)警線與鋼管間的電阻值由極大變?yōu)檩^小，檢漏儀報(bào)警，提醒運(yùn)行人員對(duì)報(bào)警管線進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查。

2019-2020供暖期運(yùn)行初期發(fā)現(xiàn)平臺(tái)故障預(yù)警（圖10-13），到場(chǎng)后發(fā)現(xiàn)因自來(lái)水施工導(dǎo)致管道保溫外保護(hù)套遭到破壞，及時(shí)制止防止了事故擴(kuò)大。

圖10-13 監(jiān)測(cè)平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并發(fā)出報(bào)警信號(hào)

實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，由于復(fù)雜的外部環(huán)境，比如管道保溫層進(jìn)潮、報(bào)警線與鋼管短路等，經(jīng)常出現(xiàn)誤報(bào)現(xiàn)象。

（3）精準(zhǔn)定位，縮小泄漏搶修時(shí)間

系統(tǒng)利用報(bào)警線與鋼管間電阻不均勻、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)定位設(shè)備（時(shí)間域反射儀）顯示出反射波峰的原理，將測(cè)得的該波峰反射回來(lái)的時(shí)間與信號(hào)傳輸速率進(jìn)行比較運(yùn)算，可測(cè)得起始點(diǎn)到電阻不均勻點(diǎn)的距離，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障點(diǎn)的定位。實(shí)際使用中，正常情況下定位精度可精確到米級(jí)。

2017-2018供暖期，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)兩根信號(hào)線的信號(hào)最強(qiáng)（說(shuō)明潮濕特性最明顯），其中一根信號(hào)線在距測(cè)量點(diǎn)291m位置處，另一根信號(hào)線在距測(cè)量點(diǎn)287米處，開(kāi)挖至距測(cè)量點(diǎn)291米處時(shí)再次測(cè)量定位，最終確定浸水點(diǎn)在距測(cè)量點(diǎn)289米處。

經(jīng)過(guò)雙向測(cè)量定位，最終選取289米處開(kāi)挖，開(kāi)挖后發(fā)現(xiàn)原補(bǔ)口位置碳化嚴(yán)重，且補(bǔ)口往兩側(cè)延伸50cm聚氨酯均被水浸泡（圖10-14）。施工人員隨機(jī)對(duì)浸水保溫進(jìn)行切除后重新補(bǔ)口，有效消除了管網(wǎng)隱患，保證了管網(wǎng)的運(yùn)行安全，并對(duì)延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命起到關(guān)鍵作用。

本次搶修從發(fā)現(xiàn)故障到精確定位故障點(diǎn)用時(shí)1d，實(shí)際位置和定位位置偏差2/291米，定位誤差0.7%。

圖10-14 準(zhǔn)確定位漏點(diǎn)位置并快速進(jìn)行開(kāi)挖修復(fù)

該管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)定位精確，但是對(duì)外部環(huán)境、保溫管的報(bào)警線制作和施工質(zhì)量要求較高，各個(gè)環(huán)節(jié)一旦不符合要求，將造成檢測(cè)曲線雜亂，無(wú)法準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)，從而失去了安裝使用的意義。

自2018年投入應(yīng)用后，系統(tǒng)累計(jì)報(bào)警近60次，通過(guò)預(yù)警查處泄露點(diǎn)14次，節(jié)約耗水2.5萬(wàn)余噸；無(wú)效報(bào)警44次，無(wú)效報(bào)警主要發(fā)生在地下水位較高位置，因保溫接口處開(kāi)裂，地下水滲入管道造成誤報(bào)警。