第三章 结构健康诊断-热力管道泄漏检测专题

光纤热力管道泄漏检测技术研究目录项目研究的目的和意义主要研究内容预期的技术经济指标市场需求分析及经济性预测技术方案经费预算项目研究的目的和意义一、目的1、研究用于新建热力管道泄漏的在线光纤温度场检测技术,利用光纤传感器，实时测量热力管道周围温度场，及时发现管道泄漏情况下的温度场变化，从而确定管道泄漏与否，并判断泄漏点的位置。项目研究的目的和意义二、意义1、热力管道运输是保障生活取暖的主要手段，占有相当重要的位置，成为冬季城市生活的大动脉，因而被称为生命线工程。由于其输送的热水用于保障人们冬季取暖,一旦运行中发生破坏，将会对取暖和热力的生产造成大的影响，产生直接的经济损失和不良的社会影响。如2000年由市热力公司东风新村热力管道泄漏事故,造成了东风地区大面积的长时间供暖中断,造成了数千万元直接与间接的经济损失并产生了严重的社会影响。在热力管道正常运行过程中，由于管道的腐蚀，外力作用，施工质量等因素的影响，管道可能会产生泄漏，特别是微小的渗漏情况，如能及时发现，将为管道的及时维修、保养提供及时信息，并可预防大的泄漏发生，大大降低经济和社会损失，确保热力管道的安全运行，对管道的维护和安全运行是十分有必要的，对于当前维护和保持社会稳定意义是十分深远。项目研究的目的和意义2、采用光纤技术，进行热力管道泄漏检测技术研究，是将高科技技术溶于热力生产中。利用光导纤维测定温度和温度分布,是一项崭新的应用技术，该技术利用光纤作为温度传感器,埋设于热力管道上,可以连续测量热力管道的温度分布。光纤测温精度高、密度大,测量精度高，对推进热力生产的现代化管理，减少故障判定时间，及时发现隐患，及时进行抢修，减小泄漏事故的经济损失及社会影响具有重要的意义。主要研究内容1.光纤温度传感器及其测试采集系统研究利用光纤的温度特性,研制可用于检测管道周围温度场，可实现多点温度连续监测，并不受环境影响的光纤传感器,研制监测装置系统,实现管道泄漏点的判别,其测温系统的基本构成如图所示。光纤温度计向光导纤维发射激光接受测定拉曼散射光发出控制指令收集记录数据计算分析、报警计算机温度情报设定控制光开关多只光纤温度计同时测量时进行温度计之间的切换读数仪主要研究内容1.光纤温度传感器及其测试采集系统研究主要的内容：1.温度传感器研制；2.光测量系统研制；3.温度分析图形软件开发；4.界限报警及泄漏趋势预测研究。预期的经济技术指标（一）、技术指标：1、光纤温度传感技术达到双轴或单轴每公里2000点温度检测，温度误差加减1℃。泄漏点位置判定误差0.5米。（二）、起止年限：2003年—2005年市场需求分析及经济性预测（一）、需求分析热力管道泄漏是制约热力公司生产的一大难题，每年由于泄漏造成的经济损失是十分可观的，热力公司急于解决这一问题，这一问题的解决对生产和稳定社会都是十分必要的。市场需求分析及经济性预测（二）经济性预测实现在线准确泄漏判断，可以实现管道及时维护，保障安全生产运行，避免泄漏造成的经济损失，特别是可以对一些大事故前的微小泄漏能够进行实时监测，从而使大事故可以得到避免，红外成像技术用于在役管道的泄漏，可以及时发现泄漏，为生产维护提供依据，避免造成大的经济损失。热力公司未来两年将在在东风地区、让胡路地区、龙南地区实施热电联产集中供热，采暖方式将主要是热电联产，集中供热管网必将成为热力系统的大动脉，实施此项技术的前景是十分可观的。技术方案１．光纤温度传感器及其测试采集系统研究光导纤维温度传感器技术检漏的基本原理是管道输送加热介质，管道中发生泄漏会引起周围环境发生变化，通过光纤维温度传感器连续测量管道周围的温度场分布，当出现泄漏时，管道周围的温度场会发生异常变化，通过温度场的对比分析即可判断出泄漏情况。其光纤传感器的布置如图所示。光纤传感器光纤热力管道技术方案通过光导纤维传感器，在线监测热力管道温度场变化，热力管道正常运行时，沿线各点的温度场分布应处于稳定趋势下，其温度分布曲线如图所示，当某一时刻管线发生泄漏时，管线的漏点附近产生温度场的突然变化，通过光纤传感器即时监测到其温度变化，其温度场分布如图所示。利用计算机监测系统，即可判断管道泄漏及泄漏点的位置。测点温度　T测点位置　X不同时刻温度曲线未泄漏时测点温度分布曲线技术方案测点温度　T测点位置　X不同时刻温度曲线泄漏点温度场突变某测点泄漏发生后测点温度分布曲线技术方案利用光纤测量管道温度温度场，在跨海石油管道中已有应用，下图为跨海石油管道上应用光纤测量温度场的示意图。光纤传感器光纤跨海石油管道光纤温度测量系统构成图序号项目费用预算额（万元）使用明细及具体依据1设备购置费80.00光纤测试系统和红外成像系统2能源材料费25.00传感器和辅助材料3试验外协费16.00现场试验及专家咨询费用4资料、印刷4.00文字材料打印、印刷出版、论文发表5租赁费6.00辅助仪器的使用费用6差旅费5.00调研及会议经费7评定、验收费3.00项目验收经费8管理费8.00按5％计算9其它费用3.00项目研究过程中不可预见的其他经费合计150经费预算