隨著城市冬季集中供熱不斷普及和供熱區(qū)域不斷擴(kuò)大,熱力管道泄漏事故頻發(fā),而這些頻發(fā)的供熱事故中以供熱管網(wǎng)補(bǔ)償器損壞而導(dǎo)致的泄漏事故居多,為了對(duì)井式安裝的熱力管網(wǎng)補(bǔ)償器運(yùn)行狀況實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè),本文中設(shè)計(jì)了一種基于多傳感器的熱力管網(wǎng)井式補(bǔ)償器泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在對(duì)該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中,首先根據(jù)某熱電廠提供的補(bǔ)償器失效樣例對(duì)熱力管網(wǎng)補(bǔ)償器的損壞泄漏進(jìn)行分析,然后確定研制該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)路線,包括多傳感器的選擇、確定各傳感器布置方式、開發(fā)嵌入式系統(tǒng)、建立基于多傳感器數(shù)據(jù)的補(bǔ)償器泄漏狀況分析模型和開發(fā)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)平臺(tái)等。補(bǔ)償器泄漏檢測(cè)裝置布置在補(bǔ)償器附近,其以STM32F103微處理器為核心,采集井式補(bǔ)償器周圍的多種環(huán)境參數(shù),包括溫度、液位和電導(dǎo)等,然后通過(guò)GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將采集到的多傳感器參數(shù)傳送到遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)平臺(tái)。檢測(cè)站采用太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置和蓄電池相結(jié)合的方式進(jìn)行供電,解決了檢測(cè)點(diǎn)供電難的問(wèn)題;通過(guò)基于LabVIEW開發(fā)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)熱力管網(wǎng)補(bǔ)償器的運(yùn)行狀況顯示、分析和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。后期設(shè)計(jì)基于GA-ELM極限學(xué)習(xí)機(jī)的多參數(shù)補(bǔ)償器泄漏狀態(tài)分析網(wǎng)絡(luò),分析熱力管網(wǎng)補(bǔ)償器運(yùn)行狀態(tài),并將基于GA-ELM的多參數(shù)分析網(wǎng)絡(luò)嵌入到基于LabVIEW開發(fā)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心,實(shí)現(xiàn)對(duì)補(bǔ)償器運(yùn)行狀況自動(dòng)分析,判斷其是否損壞泄漏,并預(yù)測(cè)泄漏級(jí)別。當(dāng)補(bǔ)償器發(fā)生泄漏事故時(shí),該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以自動(dòng)預(yù)測(cè)補(bǔ)償器泄漏等級(jí),相關(guān)人員可以憑此制定相應(yīng)的維修計(jì)劃。通過(guò)驗(yàn)證表明,本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)供熱管網(wǎng)井式補(bǔ)償器運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),還可以對(duì)補(bǔ)償器的泄漏狀況進(jìn)行評(píng)定,達(dá)到設(shè)計(jì)要求。本文研制的多傳感器熱力管網(wǎng)井式補(bǔ)償器泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)補(bǔ)償器因損壞導(dǎo)致的泄漏監(jiān)測(cè)效果良好,能在其發(fā)生泄漏事故時(shí)及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào),為熱力公司相關(guān)人員及時(shí)搶修提供重要依據(jù),降低泄漏造成的影響,對(duì)保障供熱系統(tǒng)的正常運(yùn)行有著重要意義。
【學(xué)位單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM761.12;TU995.3
【部分圖文】：

1 緒論1.1 課題背景及意義隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷完善，集中供暖作為保障城市居民冬季取暖的主要方式也隨著城鎮(zhèn)化的加快，其規(guī)模和普及率都在不斷提高[1-2]。城市集中供熱普及以及熱電聯(lián)產(chǎn)等方式的出現(xiàn)對(duì)節(jié)約一次能源、減緩冬季嚴(yán)重霧霾天氣和提高人們的生活環(huán)境的質(zhì)量有著重要意義[3]。根據(jù)建設(shè)部對(duì)我國(guó)北方城市集中供熱情況調(diào)查顯示，從1996年到2010年，我國(guó)城鎮(zhèn)的集中供熱面積由721.167 10m增長(zhǎng)到922.521 10m；在鋪設(shè)形式上，架空敷設(shè)方式約占供熱管道總長(zhǎng)形式的 9%，其余均采用地下敷設(shè)形式，約占供熱管道總長(zhǎng)度的 91%。從 2010 年至 2015 年期間，我國(guó) 16個(gè)地區(qū) 140 余座城市集中供熱系統(tǒng)共發(fā)生供熱事故 215000 起，其中重大事故約為 1000起，如圖 1.1 所示為供熱管網(wǎng)泄漏事故。這些頻發(fā)的供熱事故對(duì)城市居民的正常生活和社會(huì)秩序造成了嚴(yán)重影響[4]。

西安科技大學(xué)碩士學(xué)位論文某些補(bǔ)償器自身存在質(zhì)量問(wèn)題，從而導(dǎo)致因補(bǔ)償器是熱流體，熱流體溫度變化使得供熱管道管壁溫度現(xiàn)象而發(fā)生變化。熱脹冷縮會(huì)使管道發(fā)生形變，甚一問(wèn)題，在供熱管道敷設(shè)的過(guò)程中，普遍使用金屬波1.2 所示，來(lái)補(bǔ)償管道的變形，吸收機(jī)械振動(dòng)，降低但是供熱管道銜接處的補(bǔ)償器由于所輸送介質(zhì)的溫易造成其損壞失效，極大的影響著供熱系統(tǒng)的穩(wěn)定故中，百分之八十是由于補(bǔ)償器失效引起的，熱力事故，其發(fā)生時(shí)間和地點(diǎn)大多都難有規(guī)律可循，這，影響供熱管網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)安全穩(wěn)定運(yùn)行；而且補(bǔ)償器價(jià)軟化的熱水浪費(fèi)，增加供熱成本，造成巨大經(jīng)濟(jì)

2 熱力管網(wǎng)井式補(bǔ)償器泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案1 熱力管網(wǎng)補(bǔ)償器簡(jiǎn)介在城市集中供熱系統(tǒng)中，波紋管補(bǔ)償器被廣泛使用，其主要材質(zhì)為不銹鋼，主要用補(bǔ)償熱力管網(wǎng)受管道內(nèi)熱介質(zhì)溫度變化或機(jī)械振動(dòng)引起的伸縮量，且補(bǔ)償效果良好。波紋管補(bǔ)償器雖然具有彈性形變好、耐壓等優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)是使用壽命有限，受運(yùn)工況和環(huán)境的影響容易損壞，引發(fā)泄漏事故。通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料和實(shí)地考察發(fā)現(xiàn)，前供熱管道主要有兩種敷設(shè)形式：埋地式和架空式。埋地式是指將供熱管道埋在地下定深度的土壤層里；架空式是將供熱管道架空安裝在地面之上。熱力管網(wǎng)補(bǔ)償器也有種安裝方式[40]：埋地安裝方式和井式安裝方式。補(bǔ)償器的埋地安裝方式如圖 2.1（a）示，從供熱單位到用熱單位之間的供熱管道埋于地下，而補(bǔ)償器作為管道與管道之間連接部件，同樣埋設(shè)于土壤中。補(bǔ)償器的井式安裝如圖 2.1（b）所示，為延長(zhǎng)補(bǔ)償器用壽命及安裝維修方便，從供熱熱源到用熱單位之間的供熱管道鋪設(shè)于地下，補(bǔ)償器于檢查井中，并將其固定，設(shè)置井蓋及其他裝置。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2819229