吳 近，紀(jì)藍(lán)鵬

（大連市熱電集團有限公司，遼寧 大連 116000）

關(guān)鍵字：聚氨酯保溫；在線監(jiān)測檢漏；銅線；密封

高密度聚乙烯聚氨酯直埋保溫管有節(jié)能好、造價低、占地少、施工快捷方便等優(yōu)點，近年來隨著我國城鎮(zhèn)化建設(shè)的不斷加快和供熱設(shè)施配套得以迅速發(fā)展。然而，在保障民生供熱的同時，供熱管道疲勞破壞、管道連接處破損、內(nèi)部流體工作壓力超過承受范圍、保溫層進(jìn)水和鋼管腐蝕、供熱管道泄漏等情況也時有發(fā)生。這些不僅影響到百姓用戶的正常供暖，也給供熱企業(yè)帶來了較大的經(jīng)濟損失，造成了一定的水耗、熱耗、電耗，影響了社會效益、降低了經(jīng)濟效益，是一種資源和能源的浪費。

為此，若能對管道運行情況實時監(jiān)控、做好預(yù)判、提前采取措施，將極大有利于供熱系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行，可以避免突發(fā)性安全事故及重大損失。目前，市場上比較成熟的在線監(jiān)控系統(tǒng)為“北歐系統(tǒng)”，距今已有50 多年的歷史。

1 在線監(jiān)測工作原理

采用預(yù)安裝在保溫管道保溫層中的銅線作為泄漏監(jiān)測的傳感器和線號傳輸線，通過監(jiān)測設(shè)備對所連接的銅線與鋼管之間的絕緣電阻和泄漏電壓進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測來發(fā)現(xiàn)管道保溫破損或密封不嚴(yán)的外泄漏點、鋼管泄漏的內(nèi)泄漏點，達(dá)到監(jiān)測檢漏的目的，見圖1。

圖1 在線監(jiān)測工作原理示意圖

1）由監(jiān)測設(shè)備、傳感銅線、定值電阻以及鋼管（或者另外一條作為地線使用的信號線）共同構(gòu)成的一個回路。

2）管道施工安裝并通過檢測驗收后，存儲此時檢測數(shù)據(jù)的曲線，作為在線監(jiān)測的基準(zhǔn)參考線。

3）一旦保溫層發(fā)生進(jìn)水潮濕，傳感銅線和鋼管之間會形成一個化學(xué)原電池，產(chǎn)生一個原電池電壓，稱之為泄漏電壓或電化電壓。同時測得絕緣電阻和泄漏電壓的值，形成泄漏時的趨勢曲線。

4）根據(jù)選定時段全部監(jiān)測數(shù)據(jù)構(gòu)成的趨勢曲線，通過與基準(zhǔn)參考線對比，可以準(zhǔn)確判斷管道是否發(fā)生了泄漏，嚴(yán)重程度如何，是否有惡化趨勢等。

5）通過對泄漏電壓和絕緣電阻波動值的分析，可以判斷泄漏的性質(zhì)是外護(hù)管密封失效造成的地下水入侵還是鋼管受損造成的介質(zhì)泄漏。

2 泄漏點定位工作原理

利用時域反射的工作原理，達(dá)到漏點的準(zhǔn)確定位。即信號在某一傳輸路徑傳輸，當(dāng)傳輸路徑中發(fā)生阻抗變化時，一部分信號會被反射，另一部分信號會繼續(xù)沿傳輸路徑傳輸；是通過測量反射波的電壓幅度，從而計算出阻抗的變化；同時，只要測量出反射點到信號輸出點的時間值，就可以計算出傳輸路徑中阻抗變化點的位置。

3 傳感線接入與檢測點

據(jù)了解，“北歐系統(tǒng)”以監(jiān)測設(shè)備為核心將所監(jiān)測的管網(wǎng)分為若干個分區(qū)，每一臺監(jiān)測設(shè)備及其所連接的管道中的傳感線及附屬配件構(gòu)成一個獨立的監(jiān)測分區(qū)。一個管網(wǎng)的監(jiān)測系統(tǒng)可能由一個或者若干個監(jiān)測分區(qū)構(gòu)成。

為了快速、準(zhǔn)確找出故障位置，通常每隔500 m 在系統(tǒng)中設(shè)置一個檢測點。在管線布置較為復(fù)雜的地方，除檢測點外，還可以將某個特殊標(biāo)志的建筑物或其他參考點標(biāo)注在圖上，并標(biāo)明位置，這樣將來管網(wǎng)某部位出現(xiàn)漏水或滲水，可以準(zhǔn)確定位，及時搶修。

4 管道保溫層中傳感線的布置

高密度聚乙烯聚氨酯直埋保溫管（含管件）主要由：工作鋼管、聚氨酯保溫層、高密度聚乙烯外護(hù)管組成。需要在聚氨酯中預(yù)埋二根傳感信號線，其中一條為裸銅線，另外一條為鍍錫圓銅線，結(jié)合需要預(yù)埋備用線，對其要求是：

1）標(biāo)稱直徑d=1.38 mm，截面積1.5mm2，并有一定拉伸強度和伸長率要求，具體各項指標(biāo)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)滿足GB/T 3953-2009 《電工圓銅線》、GB/T 4910-2009《鍍錫圓銅線》。

2）裸銅線、鍍錫銅線分別為管道橫截面上時鐘11 點、1 點鐘位置，見圖2。

3）傳感線與工作鋼管的距離15～30 mm，見圖3。

4）銅線之間的距離至少為50 mm。

5）在外護(hù)管正上方即時鐘12 點位置統(tǒng)一噴涂白色箭頭或加貼管道標(biāo)簽，以便于現(xiàn)場施工對接與安裝。

5 需要注意的問題

圖2 傳感線預(yù)埋位置示意圖

圖3 傳感線示意圖

1）密封性是監(jiān)控系統(tǒng)能夠發(fā)揮正常的使用功能的關(guān)鍵因素之一，其中較為關(guān)鍵的是保溫接頭的強度和密封性質(zhì)量。由于保溫接頭作業(yè)與監(jiān)測系統(tǒng)接線及檢測施工作業(yè)是相互重疊的，有關(guān)方面也建議將二者合并到一個任務(wù)包能夠節(jié)省客觀的施工費用，降低工程總體造價。

2）外護(hù)管的焊接是保溫接頭作業(yè)過程中最重要的工藝過程，其焊接的質(zhì)量與焊接溫度、焊接時間和焊接時所施加的壓力這三個因素密切相關(guān)。為此，補口聚乙烯外護(hù)管材料必須與保溫管及管件生產(chǎn)單位使用的聚乙烯原料熔體質(zhì)量流動速率一致。

3）為避免雨季及地下水浸入保溫層，保溫管及保溫管件端頭須有防水端帽等可靠的密封防水措施?，F(xiàn)場斷管后，管道、管件單位應(yīng)及時對切割端進(jìn)行密封防水處理。

4）施工安裝單位須做好管道、管件等材料的保護(hù)，配合現(xiàn)場補口單位，做好施工溝槽的預(yù)留，若施工空間存有積水則及時排出，確保積水不會對補口操作產(chǎn)生影響。