Способ автоматического обнаружения повреждений в трубопроводе

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 17 D 5/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4819120/29 (22) 24.04.90 (46) 15.02.93, Бюл. М 6 (71) Московский энергетический институт (72) E.ß.Ñîêoëoâ, А.В.Ульянов, Д,Я.Бритко, А.В.Извеков и Л.И.Альбертинский (56) Авторское свидетельство СССР йг f332972, кл, F 17 D 5/02, 1985. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОБНАРУЖЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ В ТРУБОПРОВОДЕ (57) Сущность изобретения: измеряют величину расхода через фиксированные интервалы времени в, узлах, ограничивающих

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.

Ä.,. Ù„, 1795219 А1 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.

Наиболее близким техническим решением является способ автоматического об-. наружения 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

1795219 счет обеспечения воэможности фиксации меньших величин утечек.

Для достижения поставленной цели в 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 пьезометрлческом графике такой сети аварийному режиму (при утечке, например; из подающей линйи) соответствуют штриховые линии; расчетному режиму (при отсутствии утечки) — сплошные, Очевидно, что на участках подающего трубопровода, расположенных между источником и повреждением, расход теплоносителя и ри 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 положительные 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 контролируемые участки (1, I I, П1„... N) подающей 2 и обратной 3 линий теллсмагистрали: каидма измеритель расхода 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 эле10 ментов. Блок 4 выполняется на базе вычитаюшего устройства (BY) 7 с использованием аналоговой памяти (АП) 8 и может иметь схемное решение, показанное на фиг, 3, где

6 к - расход в узле k в момент времени

tI

GÄ вЂ” то же, в момент времени

ti+1=n + Ьt;

At — дискретность опроса датчиков

20 расхода;

kg — приращение расхода в узле k в . момент времени t +1 по сравнению с . ti.

Блок 5 может быть выполнен на основе аналоговых интегральных микросхем (поро25 гового устройства 9, инвертора 10, элемента конъюнкции 11) по,схеме, пока-анной на фиг. З,б, где:

Ж3ь . AGe+> — приращения расходов в

k и k+1 узлах;

Us — сигналы на индикатор адреса поврежденного участка.

Устройство функционирует -.ледующим образом.

Го..ззания измерителей 1 расхода, пе35 реведен.л1ые с помощью аналого-цифрового преобразователя в цифровой код, через фиксированные интервалы времени передаются на блоки 4 определения прирсщсний, где вычисляется разность

40 (приращение) расходов настоящего и предшествующего замеров в каждом контролируемом узле:

ЬЧ,(т1) = Vg(tI) - Vk(t) + Ьт), где k — 1,2,3...,n;

n — количество контролируемых узлов;

ЬЧк(ф- текущее приращение расхода в узле k e момент времени г) при опросе расходомеров с дискретностью At;

Vp(tI) — значение расхода в узле k в момент времени настоящего опроса (ф

М(т) — At) — то же, в момент предыдущего опроса (t - Ьт).

Сигналы от блоков 4 передаются на бло55. 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 смеж1795219

10 ных узлах. ограничивающих данный участок:

Л Ч () > О; Л Ч+1(г1) .:- О, где m — поврежденный участок, В этом случае выдается сигнал на индикатор 6, например, световой, который обозначает адрес поврежденного участка.

Формула изобретения

Способ автоматического обнаружения повреждений в трубопроводе, при котором измеряют величину расхода через фиксированные интервалы времени в узлах, ограничивающих контролируемые участки трубопровода, и при каждом измерении onре еляют приращение расхода путем сравнения измеренных величин, о т л и ч в ю вЗи и с я тем, что, с целью расширения диапазона применения эа счет обнаружения

Если не зафиксировано изменение знака полученных приращений, то это свидетельствует об безаварийном режиме тепловой сети на момент опроса расходо5 мерных устройств. В этом случае сигнал на индикаторе 6 отсутствует и производится следующий цикл опроса расходомеров и обработка измерительной информации согласно приведенному алгоритму. 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.

1795219 Р4Г, 2

Составитель А.Ульянов

Техред М.Моргентал Корректор С,Патрущева

Редактор

Заказ 419 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101