Способ обнаружения течи в станционных теплопроводах для открытых и закрытых систем теплоснабжения и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК F17D5/02 

Изобретение относится к энергетике, в частности, к повышению безопасности и надежности работы теплоисточника, например, теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), при течах в трубопроводах открытой или закрытой тепловой сети в его пределах и может относиться к другим отраслям промышленности, например, к водоснабжению.1

Известен способ и устройство его реализации дистанционного обнаружения поврежденных участков тепловой сети, в котором используется небаланс расходов сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах в качестве индикатора течи.

Данное устройство не применимо для обнаружения течей в теплопроводах в пределах теплоисточника (станционных теплопроводах) и разработано только для закрытых систем теплоснабжения. Что существенно снижает его область применения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ защиты ТЭЦ от затопления и устройство для его осуи1ествле- ния, в котором для обнаружения течи учитываются кроме баланса расходов в подающем и обратном теплопроводе расход подпиточной воды теплосети и давление в характерных точках тепломагистралей

Недостатком данного способа (а как следствие и устройства) является то, что он не позволяет обнаруживать быстрые разрывы трубопроводов, характеризуемые значительными градиентами определяющих течь параметров, отстроиться от переходных процессов нормальных режимов, не позволяет отказаться от необходимости коррекVJ

оо

со го

00

.«

тировки величин уставок срабатывания приборов защиты при изменении тепловой схемы, а также большая вероятность ложных срабатываний и недостаточная точность диагностики при работе в открытых схемах теплоснабжения.

Цель изобретения - расширение области применения за счет работы при больших градиентах, определяющих течь параметров при одновременном снижении вероят- ности ложных срабатываний и увеличении точности.

Поставленная цель достигается путем измерения расходов подпитки j-еплосети, подающей и обратной сетевой4воды, давле- ния в подающем коллекторе сетевой воды и сравнения значения каждого из указанных параметров в текущий момент времени с его значением в предыдущий момент времени Если изменения значений по каждому из измеряемых параметров одновременно обусловят определенное направление измеряемых параметров (расходы подпиточ- ной воды и в обратном трубопроводе больше нуля, а расход в подающем трубоп- роводе и давление в подающем коллекторе меньше нуля), формируется сигнал на срабатывание системы защит Для этого в устройство, содержащее датчик расхода подающей сетевой воды, датчик расхода об- ратной сетевой воды, датчик расхода подпитки теплосети датчик давления в подающем коллекторе сетевой воды, логическое устройство и таймер, введены четыре канала обработки сигнала, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего датчика, а выход - с соответствующим входом логического устройства, а также последовательно соединенные счетчик количества срабатываний логического устройства, вход которого соединен с первым выходом логического устройства, и блок формирования сигнала срабатывания системы защиты, при этом каждый канал обработки сигнала состоит из последова- тельно соединенных блока ввода информации, первый вход которого является входом канала обработки сигнала, второй вход соединен с первым выходом таймера, блока задержки, второй вход которого соединен со вторым выходом таймера, первого коммутатора, блока памяти, второго коммутатора и блока анализа, выход которого является выходом канала обработки сигнала, причем выход блока ввода информации соединен со вторым входом блока анализа, выход блока анализа соединен со вторыми входами первого и второго коммутаторов, третьи входы которых соединены со вторым выходом логического устройства а четвертый вход второго коммутатора соединен с выходом блока задержки, второй выход логического устройства соединен со вторым входом счетчика количества срабатываний логического устройства.

На чертеже изображено устройство, реализующее способ, в виде блок-схемы. Оно содержит датчик 1 измерения расхода сетевой воды в подающем трубопроводе, датчик 2 расхода сетевой воды в обратном трубопроводе, сетевой воды, датчик 3 расхода подпиточной воды теплосети, датчик 4 давления в подающем коллекторе сетевой воды, канал 5 обработки сигнала датчика 1, канал 6 обработки сигнала датчика 2, канал 7 обработки сигнала датчика 3, канал 8 обработки сигнала датчика 4, логическое устройство 9, счетчик 10 количества срабатываний логического устройства 9, блок формирования сигнала срабатывания системы защиты 11. Каждый канал 5,6,7,8 обработки сигнала датчика состоит из блока ввода информации 12, блока задержки сигнала 13, коммутаторов 14, 15, блока памяти 16, блока анализа 17, Устройство содержит также таймер 18.

Устройство работает следующим образом

В теплофикационной магистрали, производится постоянное измерение датчиками 1,2,3,4 соответственно расхода сетевой воды в подающем трубопроводе и расхода сетевой воды в обратном трубопроводе, а также расхода подпиточной воды теплосети и давления в подающем коллекторе сетевой воды.

Результат каждого измерения, например, расхода датчиком 1 воды в подающем трубопроводе, поступает на блок ввода информации 12. Выходной сигнал блока ввода информации 12 поступает на вход блока задержки 13, где сигнал задерживается на время одного шага работы устройства. Выходной сигнал блока задержки 13 поступает одновременно через коммутатор 14 в блок памяти 16 и через коммутатор 15 на блок анализа 17, где сравниваются между собой одновременно поступившие сигналы предыдущего (задержанного в блоке задержки 13) шаг I с последующим шагом 1+1. Интервал времени между шагами не более 1с.

Если результат сравнения сигналов шага 1+1 с шагом I равен нулю или соответствует допустимому направлению параметра, то на выходе блока анализа 17 сигнала нет, а сам блок подготавливается к анализу сигналов следующего шага, то есть к сравнению сигналов шага 1+2 с сигналом шага 1+1 и т.д.

Когда сравнение сигналов последующего шага с предыдущим (in+1 с in) выявляет

наличие сигнала в аварийном направлении параметра, на выходе блока анализа 17 появляется сигнал, который одновременно производит переключения коммутаторов 14, 15 и поступает на вход логического уст- ройства 9, выполненного по схеме И.

При команде блока анализа 17 на переключение коммутаторов, коммутатор 14 закрывает доступ новой информации из блока задержки 13 на блок памяти 16. После пере- ключений коммутаторов 14 и 15 при последующих шагах устройства в блоке анализа 17 будут сравниваться сигнала каждого последующего шага с тем последним, при котором на выходе блока анализа 17 не было сигнала (например, если на выходе блока анализа 17 сигнал появился при сравнении сигналов шагов i+З с i+2, то сигналы шагов i+4, 1+5, i+6 и т.д будут сравниваться с сохраненным в блоке памяти 16 сигналом ша- га 1+2)

Одновременно с переключениями коммутаторов 14 и 15 выходной сигнал блока анализа 17 канала 5 обработки сигнала датчика 1 поступает на вход логического уст- ройства 9 Сюда же поступают аналогичные сигналы от каналов 6,7,8 обработки сигнала датчиков 2,3,4. В том случае, если на вход логического устройства 9 попадают одновременно все четыре сигнала от каналов 5,6,7,8 обработки сигналов датчиков 1,2.3,4, то срабатывает его выходное устройство, сигнал которого подается на вход счетчика 12 количества срабатываний логического устройства 9. Наличие счетчика обусловлено тем, что выход технологического параметра за норму (то есть величина сигнала при (in+1)-in не соответствует допустимому направлению параметра) может быть случайным и кратковременным, а срабатывание защиты должно произойти только при аварийной ситуации, то есть устойчивом отклонении параметра за норму Если счетчик 10 фиксирует наличие сигнала на входе в течение 4-х (может быть больше или меньше в зависимости от конкретной схемы защит) следующих друг за другом шагов, то на его выходе появляется сигнал, который, пройдя блок формирования сигнала срабатывания системы защиты 11 подается в исполни- тельную часть схемы защиты.

В том случае, если на вход логического устройства 9 не поступает хотя бы один из четырех сигналов от каналов 5,6,7,8 обработки сигналов датчиков (на любом шаге устройства), срабатывает другое выходное устройство логического устройства 9, сигнал которого переключает коммутаторы 14 и 15 в первоначальное положение, обнуляет счетчик 10. и устройство продолжает работать по описанному алгоритму из исходного состояния.

Предложенное изобретение снижает до минимума вероятность ложного срабатывания или несрабатывания защиты, имеет высокую чувствительность и точность работы, позволяет программно и алгоритмически не учитывать предысторию процесса, идентифицировать быстрые разрывы трубопроводов, характеризуемые значительными градиентами определяющих параметров, отстраниться от переходных процессов нормальных режимов, отказаться от необходимости корректировки величин уставок срабатывания приборов защиты при изменении тепловой схемы или режимов работы.

Данное техническое решение применимо для любых схем теплоснабжения.

Формула изобретения

1. Способ обнаружения течи в станционных теплопроводах для открытых и закрытых систем теплоснабжения, заключающийся в том, что измеряют расход подпитки теплосети, подающей и обратной сетевой воды и давления подающей сетевой воды и определяют разницу измеренных значений расходов, отличающийся тем, что через равные промежутки времени повторно измеряют расходы подпитки теплосети, подающей и обратной сетевой воды и давление подающей сетевой воды, сравнивают значение каждого параметра в текущий момент времени с его значением в предыдущий момент и в случае, если разница значений по расходам подпиточной воды и в обратном трубопроводе больше нуля, а расход в подающем трубопроводе и давление в подающем коллекторе меньше нуля, формируют сигнал на срабатывание системы защиты.

2 Устройство обнаружения течи в станционных теплопроводах для открытых и закрытых систем теплоснабжения, содержащее датчик расхода подающей сетевой воды, датчик расхода обратной сетевой воды, датчик расхода подпитки теплосети, датчик давления подающей сетевой воды, логическое устройство и таймер, отличаю ще еся тем, что введены четыре канала обработки сигнала, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего датчика, а выход - с соответствующим входом логического устройства, а также последовательно соединенные счетчик количества срабатываний логического устройства, вход которого соединен с первым выходом логического устройства, и блок формирования сигнала срабатывания системы защиты, при этом каждый канал обработки сигнала состоит из последовательно соединенных блока ввода информации, первый вход которого является входом канала обработки сигнала, второй вход соединен с первым выходом таймера, блока задержки, второй вход которого соединен с вторым выходом таймера, первого коммутатора, блока памяти, второго коммутатора и блока анализа, выход которого является выходом канала обработки сигнала, причем выход блока ввода информации соединен с

вторым входом блока анализа, выход блока анализа соединен с вторыми входами первого и второго коммутаторов, третьи входы которых соединены с вторым выходом логического устройства, а четвертый вход второго коммутатора соединен с выходом блока задержки, при этом второй выход логического устройства соединен с вторым входом счетчика количества срабатываний логического устройства.

Сущность изобретения: измеряют расход подпитки теплосети, подающей и обратной сетевой воды, давление подающей сетевой воды и определяют разницу измеренных значений. Через равные промежутки времени повторно измеряют расходы подпитки теплосети, подающей и обратной воды и давление подающей воды. Сравнивают значение каждого параметра в текущий момент времени с его значением в предыдущий момент. Если разницы значений по расходам подпиточной воды и в обратном трубопроводе больше нуля, а расход в подающем трубопроводе и давление в подающем коллекторе меньше нуля, формируют сигнал на срабатывание системы защиты Для замера установлены датчики расхода подающей воды, обратной сетевой воды, подпитки теплосети, давления подающей сетевой воды, логическое устройство и таймер. 2 с п. ф-лы, 1 ил.

v

Ы L Ч

//

В исполнмтельнуо

часть

схемы

заацл/пм.