Способ автоматического обнаружения повреждений в трубопроводе Советский патент 1993 года по МПК F17D5/02 

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта, в частности, к диспетчерскому контролю режимов работы трубопроводных магистралей и сетей.

Известен способ автоматического выявления факта и места повреждения в трубопроводных системах, который основан на измерении давлений в отдельных точках трубопровода, вычислении приращений давления в этих точках за короткий промежуток времени, сравнении этих приращений с максимально допустимыми в нормальных режимах для данной трубопроводной сети значениями.

Недостатком способа является ограниченная Дискретность опроса датчиков давлений, при которой повреждение может быть достоверно обнаружено только на время контроля неустановившегося режима, которое измеряется минутами.

Наиболее близким техническим решением является способ автоматического обнаружения поврежденных участков тепловой сети, включающий измерение через фиксированные интервалы времени расходов в узлах, ограничивающих контролируемые участки, определение разности . (приращения) расходов в подающей и обратной линиях в пределах каждого контролируемого участка и сравнении полученных разностей (приращений) на смежных участках,; при этом признаком поврежденного участка является отличный от нуля результат сравнения разностей расходов.

Недостатком способа является ограниченный диапазон величин фиксируемых утечек, лимитируемый нижней границей указанных величин.

Цель изобретения - расширение диапазона величин обнаруживаемых утечек за

V/

ю ел ю

а

о

счет обеспечения возможности фиксации меньших величин утечек.

Для достижения поставленной целив способе автоматического обнаружения поврежденных участков тепловой сети, включающем измерение через фиксированные интервалы времени расходов в узлах, ограничивающих контролируемые участки трубопровода, и определение приращений расхода путем сравнения измеренных величин, вычисляют приращение расхода в каждом контролируемом узле по сравнению с его значением в этом же узле в момент предыдущего опроса, затем определяют изменение знака приращения по сравнению со знаком приращения в предыдущем узле и при изменении знака с положительного на отрицательный в соседних контролируемых узлах делают вывод о наличии повреждения на участке трубопровода, ограниченном данными узлами. . На фиг. 1 представлен пьезометрический график тепловой сети; на фиг. 2 - структурная схема устройства реализации предлагаемого способа; на фиг. 3 - пример конкретного выполнения функциональных блоков устройства: блока определения приращений расхода во времени (а) и блока сравнения приращений в смежных узлах (б). В качестве примера рассмотрим обнаружение места повреждения закрытой тепловой сети. На пьезометрическом графике такой сети аварийному режиму (при утечке, например, из подающей линии) соответствуют штриховые линии; расчетному режиму (при отсутствии утечки) - сплошные. Оче-. видно, что на участках подающего трубопровода, расположенных между источником и повреждением, расход теплоносителя при аварийном режиме больше, чем при расчетном режиме. На участках подающей линии между повреждением и конечным абонентом, а также на всех участках обратной линии расход после возникновения утечки уменьшается. В месте повреждения, которое характеризуется изломом пьезометра, величина расхода изменяется, при этом приращения (разности) аварийного и расчетного расходов принимают положитель- ные значения на участке до места повреждения и отрицательные - на участках после места повреждения по ходу теплоносителя как в подающем, так и в обратном трубопроводах.

Устройство, реализующее способ, представлено в виде блок-схемы и содержит измерители 1 расхода, установленные в узлах, ограничивающих контролируемое участки (I, И, М1,.,..М)подающей2иобратнойЗ линий тепломагистрали; каждый измеритель рас5

0

хода подключен ко входу блока 4 определения приращений во времени; выходы блоков 4 подключены к входам блока 5 сравнения приращений; выходы блоков 5 соединены с индикаторами 6 адреса .поврежденного участка.

Для конкретной технической реализации блоки 4 и 5 могут быть выполнены на уровне стандартных функциональных элементов. Блок 4 выполняется на базе вычитающего устройства (ВУ) 7 с использованием аналоговой памяти (АП) 8 и может иметь схемное решение, показанное на фиг. 3, где

G f- расход в узле к в момент времени

Gp - то же, в момент времени Ti41 Ti-fAr;«

Дт - дискретность .опроса датчиков расхода;

AGk - приращение расхода в узле к в момент времени тц-1 по сравнению с . т.

Блок 5 может 6ufb выполнен на основе аналоговых интегральных микросхем (порогового устройства 9, инвертора 10, элемента конъюнкции 11) подсхеме, показанной на фиг. 3,6, где:.

ДСк. AGk+i - приращения расходов в к и к+1 узлах;. .

Us - сигналы на индикатор адреса поврежденного участка.

Устройство функционирует следующим образом. ...

Показания измерителей 1 расхода, переведенные с помощью аналого-цифрового преобразователя в цифровой код, через фиксированные интервалы времени передаются ма блоки 4 определения лрирсщо- ний, где вычисляется разность 0 (приращение) расходов настоящего и предшествующего замеров в каждом контролируемом узле;

Д Vk(rj) Vk(Tj) - Vk(r, + Дг), гдек-1,2,3,..,п;

п - количество контролируемых узлов; AVk(T)- текущее приращение расхода в узле k в момент времени т при опросе расходомеров с дискретностью Дг;

Vk( fj) - значение расхода в узле k в момент времени настоящего опроса (т0;

Vk(Tj- Дг)- то же, в момент предыдущего опроса ( тр Д т).

Сигналы от блоков 4 передаются на бло- 5 ки 5 сравнения приращений, где проверяется факт изменения знака приращений в смежных узлах, при этом признаком повреждения (утечки) на участке является изменение знака приращений с положительного на отрицательный в смеж0

5

0

5

0

5

ных узлах, ограничивающих данный участок:

AVm(rj)0; AVm+l(rj)0, где m - поврежденный участок,

В этом случае выдается сигнал на индикатор 6. например, световой, который обозначает адрес поврежденного участка.

Если не зафиксировано изменение знака полученных приращений, то это свидетельствует об безаварийном режиме тепловой сети на момент опроса расходо- мерных устройств. В этом случае сигнал на индикаторе б отсутствует и производится следующий цикл опроса расходомеров и обработка измерительной информации согласно приведенному алгоритму.

Сущность изобретения: измеряют величину расхода через фиксированные интервалы времени в. узлах, ограничивающих контролируемые участки трубопровода. При каждом измерении определяют приращение расхода путем сравнения измеренных. величин. Для определения приращения сравнивают величину расхода с величиной, полученной при предшествующем измерении в том же узле. Затем определяют наличие изменения знака приращения по сравнению с знаком приращения в предыдущем узле и при изменении знака с положительного на отрицательный в соседних узлах делают вывод о наличии направления на контролируемом ими участке трубопровода. 3 ил.

Формула изобретения

Способ автоматического обнаружения повреждений в трубопроводе, при котором измеряют величину расхода через фиксиро- взНные интервалы времени в узлах, ограничивающих контролируемые участки трубопровода, и при каждом измерении определяют приращение расхода путем срав- измеренных величин, отличающийся тем, что. с целью расширения диапазона применения за счет обнаружения

меньших величин утечек, для определения приращения при очередном измерении, сравнивают величину расхода с величиной, полученной при предшествующем измерении в том же узле, а затем определяют наличие изменения знака приращения по сравнению со знаком приращения в предыдущем узле и при изменении знака с положительного на отрицательный в соседних узлах делают вывод о наличии повреждения на контролируемом ими участке трубопровода.

5 6-5 66:55 r

Фцг,