光纤测管道泄漏技术热水供暖管道泄漏监测系统.docx

光纤测管道泄漏技术热水供暖管道泄漏监测系统.docx

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光纤测管道泄漏技术热水供暖管道泄漏监测系统

热水供暖管道泄漏监测系统

技术方案

1综述

1.1背景

热力管道属生命线工程，一旦发生破坏，将会对企业取暖和热力生产造成严重的影响，产生直接经济损失、间接效益影响、不良社会影响。

如能及时发现泄漏，将为管道的及时维修提供科学的指导信息。

分布式光纤测温传感器具有天然的优势，是目前成熟的实时温度检测设备。

1.2设计原则

1.可靠性原则

✧系统根据项目的实际情况进行设计，达到高效监测；

✧项目所使用的产品有权威质量检测机构的检测报告；

2.先进性原则

系统设计采用国内外先进、成熟的技术对温度变化进行实时准确在线监测；

3.经济性原则

✧优化设计，造价合理，具有较高的性价比；

✧采用光纤作为感温介质，系统具有较低的维护开销。

4.实用性原则

软件按用户需求进行组态，界面友好，操作简单，显示明了，维护方便。

5.可扩展性原则

✧能与其他监控系统互连；

✧主机采用插卡式单元功能板结构，容量扩充简单；

1.3设计标准及规范

《工业产品使用说明书总则》（GB9969.1）

《数字计算机硬件测试》（ISA-RP55.1）

《工业控制设备及系统的端子板》（NEMA-ICS4）

《工业控制装置及系统的外壳》（NEMA-ICS6）

《城镇供热管网设计规范》（CJJ34-2010）

《城市供热管网工程施工及验收规范》（CJJ28-89）

《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）

《城市供热管网质量检验、评定》（CJJ38-90）

《城市供热系统安全运行技术规范》（CJJ/T88-2000）

2系统设计

2.1工程概况

热水供暖泄漏监测系统需对两种不同类型管网的供水、回水管道进行实时监测，从而能够实时、准确地探测出管道的泄漏位置，并将告警信息发送给上位监控平台。

同时，在用户开放通信规约且数据网条件允许的情况下，该泄漏监测系统还可将检测数据上传至热网监控中心。

方便中心值班人员第一时间发现管网中的安全隐患。

2.2系统配置

支状管网共有2套解决方案。

方案一：

仅在动能中心配置一台10公里2通道的分布式光纤测温主机，同时搭配16公里测温光缆使用。

2条通道可实现对整个支状环网的监测。

该方案的优点在于设备成本相对较低，且由于只在热源厂机房内安装设备，易于维护。

测温光缆拓扑图如下所示：

分布式测温主机及探测光缆的数量如下表所示：

主机

规格

通道名称

光缆用量（m）

DTS1#

FireLaserIII10公里，

2通道

通道1

6600

通道2

9400

光缆总用量

16000

方案二：

除了在动能中心配置一台8公里2通道的分布式光纤测温主机外，还需在11#监测点（可根据管理需求选定）配置一台4公里2通道主机，共需16公里的测温光缆。

该方案的优点在于每台主机只负责管网一部分管道的监测，即使某台设备出现故障也不会影响全网的管道泄漏监测。

测温光缆拓扑图如下所示：

分布式测温主机及探测光缆的数量如下表所示：

主机

规格

通道名称

光缆用量（m）

DTS1#

FireLaserIII8公里，2通道

通道1

3600

通道2

5800

DTS2#

FireLaserIII4公里，2通道

通道1

3600

通道2

3100

光缆总用量

16100

2.3系统方案图

本系统主要由分布式测温主机、测温光缆、光缆终端盒、连接盒等组成，系统通过在供水、回水管道下部敷设一条测温光缆，来实时感测泄漏时的温度变化。

当发生温度异常时，测温主

机将触发报警，并将报警信息第一时间传递给监控中心。

热水供暖泄漏系统架构图如下所示：

系统设备构成：

系统架构图

1.分布式光纤测温主机：

实时监测管道周围的环境温度，一旦探测到温度异常，将立即通过继电器或者协议模块输出报警信息至监控中心；

2.测温光缆：

敷设在供水、回水管道中间位置，既作为感温光缆，同时也作为传输链路；

2.4系统特点

1.可靠性高，不存在探测盲区；

2.反应迅速、准确；

3.内置多种接口，易于系统扩展与集成；

4.使用寿命长；

5.防雷击、耐高压、安全性高；

6.系统具有自动校准能力；

7.配置便捷，可独立编程、授权配置；

2.5系统功能

1.DTS分布式光纤测温主机对热水管道温度进行在线监测及报警；

2.DTS分布式光纤测温主机配置方式为：

单次配置，多次运行；嵌入式软件，具备以太网口.

3.分布式光纤测温主机可配置多种报警方式：

高温报警、升温报警、偏差报警等；

4.多区域配置功能：

能对测量对象在长度上进行分区，分区数可达500个以上。

5.断纤报警功能：

当探测光纤受损，光纤温度监测系统可以即时定位受损点，计算机自动弹出故障报警画面和故障信息；且受损点之前的光缆仍可处于工作状态；

6.出现报警信号时可切换到报警画面及故障信号所在区域的分布图，并显示故障区域最高温度或其他相关报警指标。

7.LED显示：

可显示断纤报警、系统故障报警、电源故障、温度异常报警；

8.系统可存储一年以上的历史数据，并可进行有效审核;

9.单台上位机可实现多台DTS主机接入,使用以太网口进行联网;

10.分布式光纤测温主机的温度信息和报警状态可通过继电器端口、RS232/485或者网口等与其他主机或报警设备相连；

2.6技术优势

1）连续分布式测量

分布式光纤传感器是真正的分布式测量，可以连续得到沿着测温光缆几十公里的测量信息，误报和漏报率大大降低。

同时实现实时监测。

2）抗电磁干扰，在高电磁环境中可以正常的工作

光纤本身是由石英材料组成的，完全的电绝缘；同时光纤传感器的信号是以光纤为载体的，本征安全，不受任何外界电磁环境的干扰。

3）本征防雷

雷电经常破坏大量的电测传感器。

光纤传感器由于完全的电绝缘，可以抵抗高电压和高电流的冲击。

4）测量距离远，适于远程监控

光纤的两个突出优点就是传输数据量大和损耗小，在无需中继的情况下，可以实现几十公

里的远程监测。

5）灵敏度高，测量精度高

理论上大多数光纤传感器的灵敏度和测量精度都优于一般的传感器，实际已成熟的产品也证明了这一点。

6）寿命长，成本低，系统简单

光纤的材料为石英玻璃，其具有不腐蚀、耐火、耐水及寿命长的特性，通常可以服役30年。

综合考虑传感器的自身成本以及以后的维护费用，使用光纤传感器可以大大降低整个工程的最终经营成本。