楊輝青 王新軻 趙乾 楊靜潔 沙沙

摘? 要：本文采用先對(duì)管網(wǎng)在不同工況下的壓力、流量等數(shù)據(jù)的采集、統(tǒng)計(jì)處理并進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，縮小泄漏位置可能發(fā)生的范圍，然后對(duì)可疑范圍采用壓力梯度法結(jié)合水壓圖的形式來(lái)準(zhǔn)確定位的方法，對(duì)供熱管網(wǎng)的泄漏檢測(cè)進(jìn)行模擬分析。采用PIPENET軟件，以某市城中區(qū)供熱管網(wǎng)為算例來(lái)進(jìn)行模擬，結(jié)果表明這種方法具有可行性且誤差相當(dāng)小。

關(guān)鍵詞：供熱管網(wǎng)? 泄漏檢測(cè)? 定位分析

供熱管道泄漏檢測(cè)的方法主要從管道外部環(huán)境檢測(cè)、管壁狀況檢測(cè)和管道內(nèi)部流體狀態(tài)檢測(cè)三個(gè)方面進(jìn)行方法分類(lèi)和介紹[2]。

隨著計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化行業(yè)快速發(fā)展，供熱管網(wǎng)領(lǐng)域逐漸完成了SCADA監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的全覆蓋，于是國(guó)內(nèi)外大量學(xué)者都將研究轉(zhuǎn)向供熱管網(wǎng)漏失定位技術(shù)或相關(guān)集成軟件研發(fā)領(lǐng)域。漏失定位也主要是指以分析SCADA監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的壓力或流量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，根據(jù)其隨時(shí)間變化情況以達(dá)到確認(rèn)供熱管網(wǎng)是否發(fā)生漏損和發(fā)生漏損位置以及大致漏損情況目的。

由于以上泄漏檢測(cè)方法存在各種各樣的缺點(diǎn)，因此本文采用先對(duì)管網(wǎng)在不同工況下的壓力、流量等數(shù)據(jù)的采集、統(tǒng)計(jì)處理并進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，縮小泄漏位置可能發(fā)生的范圍，然后對(duì)可疑范圍采用壓力梯度法結(jié)合水壓圖的形式來(lái)準(zhǔn)確定位。

1? 研究?jī)?nèi)容

本節(jié)以某市城中區(qū)供熱管網(wǎng)為算例來(lái)進(jìn)行模擬，根據(jù)已有的數(shù)據(jù)如管道的直徑、長(zhǎng)度、用戶(hù)的供熱面積、設(shè)計(jì)循環(huán)壓力、資用壓力等對(duì)該供熱管網(wǎng)用PIPENET進(jìn)行繪制，如圖1所示。繪制該供熱管網(wǎng)時(shí)，采用雙管制繪制供回水管，共有1349根管段，1344個(gè)節(jié)點(diǎn)，253個(gè)熱用戶(hù)，在其中135根管段（管段為綠色部分）進(jìn)行檢測(cè)并提取數(shù)據(jù)（壓力，流量等），其中真實(shí)泄漏位置在圖中紅圈部分，用閥門(mén)及其開(kāi)度來(lái)表示泄漏及大小，本案例的泄漏率設(shè)置為3.3%。

2? 結(jié)果分析

首先對(duì)該模型進(jìn)行瞬態(tài)模擬，如圖2所示為該泄漏模型部分管段壓力變化圖，其中管段306為距離泄漏點(diǎn)較遠(yuǎn)處的管段，而管段97為距離泄漏點(diǎn)較近的管段?？梢钥闯觯捎诠芏?7離泄漏點(diǎn)較近，泄漏前后的管道壓力相差較大，因此可以比較每根管段泄漏前后的壓力的相對(duì)誤差的大小來(lái)大體進(jìn)行判斷泄漏發(fā)生的區(qū)域。

將這些受到監(jiān)測(cè)的管段壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出管道在泄漏前后的壓力的相對(duì)誤差圖，如圖3所示。當(dāng)相對(duì)誤差高于5%（圖中紅線(xiàn)）時(shí)，我們可以認(rèn)為該管段為泄漏可能發(fā)生的位置?？梢钥闯?，有幾個(gè)點(diǎn)的值要明顯高于這條紅線(xiàn)，這幾個(gè)點(diǎn)的編號(hào)分別為85、97、100、100、125。

3? 結(jié)論及展望

本文以某市城中區(qū)供熱管網(wǎng)為算例進(jìn)行模擬分析，先對(duì)管網(wǎng)在不同工況下的壓力、流量等數(shù)據(jù)的采集、統(tǒng)計(jì)處理并進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，縮小泄漏位置可能發(fā)生的范圍，然后對(duì)可疑范圍采用壓力梯度法結(jié)合水壓圖的形式來(lái)準(zhǔn)確定位的方法，可以對(duì)泄漏位置進(jìn)行精確定位，實(shí)際偏差6.7m，泄漏率可達(dá)3.3%，表明這種方法具有可行性且誤差相當(dāng)小。

本文充分利用供熱管網(wǎng)的檢測(cè)數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行泄漏分析，避免數(shù)據(jù)本身所攜帶的有用信息失去價(jià)值，同時(shí)可以建立供熱管網(wǎng)的檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以對(duì)歷史泄漏情況進(jìn)行查證，并對(duì)未來(lái)可能出現(xiàn)的泄漏情況進(jìn)行預(yù)測(cè)。除此之外，本文所用的泄漏檢測(cè)方法不僅僅可用于城市供熱管網(wǎng)中，對(duì)于其他領(lǐng)域如供水管網(wǎng)、廢液管網(wǎng)等都有所幫助。

但不可否認(rèn)的是，本文所作的泄漏研究?jī)H僅針對(duì)了單泄漏點(diǎn)單泄漏率的情況，對(duì)多泄漏點(diǎn)多泄漏率的工況尚有待研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 李征.直埋供熱管道運(yùn)行監(jiān)測(cè)與泄漏檢測(cè)技術(shù)探討[J].區(qū)域供熱，2016，5（26）：125-131.

[2] 王桂增，葉昊.流體輸送管道的泄漏檢測(cè)與定位.北京：清華大學(xué)出版社，2010.

[3] 張曉靈，公彥蒙.管道泄漏檢測(cè)研究現(xiàn)狀[J].中國(guó)海洋平臺(tái)，2017，3（32）：1-5.