王楠-智能監測技術在保溫管道中的應用.pdf

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1、智能監測技術在保溫管道中的應用唐山興邦管道工程設備有限公司TANGSHAN XINGBANG PIPELINE ENGINEERING EQUIPMENT CO.,LTD.聚興業之邦 行誠信之德 讓安全 環保 融于千家萬戶 公司簡介Co.Introduction01020304分布式光纖測溫技術Distributed Temperature Sensing無人機技術應用Application of UAV Technology智能監測平臺Intelligent monitoring platform05井室類監控系統Well Chamber Monitoring System公 司 簡 介Co

2、.Introduction01走進興邦More about Xing Bang 成立時間員工構成公司性質產品領域始建于1995年1月，注冊資金1.9億元。各類從業人員480人，工程技術和管理人員112人。是以技術見長的綜合性高新技術企業，20多年一直致力于供熱管道的研發與生產。目前經營5大類產品，廣泛應用于供熱、供冷、石油天然氣和工業領域。智能監測平臺Intelligent monitoring platform02現狀 Current situation監測系統管網安全管網安全監測平臺監測平臺自有地圖自有地圖服務平臺服務平臺MQTT服務器服務器換熱站監測換熱站監測管道泄漏監測管道泄漏監測無人

3、機巡檢無人機巡檢Monitoring system監測系統Monitoring system管網全周期監測Full cycle monitoring of pipe network 在項目建設開始建立項目檔案，跟隨項目進度對建設質量整體把控和關鍵點的記錄，項目建成初期對記錄的關鍵點進行重點監測，跟隨管網運行情況做出周期情況報告，每年無人機航拍等各個年檢記錄均可上傳整理保存，供查閱并能以時間或溫度情況做橫向縱向對比。智能管網系統興邦智能檢漏系統的目的是主動監控區域管道，從而優化運行的可靠性，確保管道的能源效率，并降低造成昂貴損害的風險。溫度濕度有毒氣體水位采用先進的OTDR技術和Raman散射光

4、對溫度敏感的特性，探測出沿著光纖不同位置的溫度變化，實現真正分布式的溫度測量及定位。井室類監測技術，通過多種探測器的集成，對井室內溫度、濕度、水位及有毒氣體進行實時監測，有效避免管道和人員的傷害。INTELLIGENT PIPE NETWORK 通過高精度的紅外熱成像系統及對比拼合分析軟件對管網拍攝成像，使客戶能夠進行更好的預防計劃，并有針對性的優先采取預防措施，同時修復并解決泄漏或發生腐蝕的最緊要問題。興邦 為了更安全的未來解決了區域供熱管道的泄漏問題 FOR A SAFER FUTURE SOLVE THE LEAKAGE PROBLEM OF DISTRICT HEATING PIPEL

5、INE盡早響應，有更多的時間來計劃和采取適當的行動，在事件升級 之前修復管線。滲漏第一時間發出報警，擺脫人工巡查才會發現的滯后。通過APP短消息及時通知客戶。將滲漏位置鎖定在1米之內。整個管道長度或跨度的監測，查看監視管道中任何位置的異常。分布式光纖測溫技術Distributed Temperature Sensing03 1、測溫光纖3、測溫主機4、天線及DTU端元5、電源2、接續盒7、監測平臺6、后臺服務器監測系統構成示意圖Composition diagram of monitoring system興邦云服務器 采用分布式光纖作為傳感器，測溫光纜緊貼熱力管道進行敷設，光纜位于管道水平直

6、徑平面下側。當熱力管道保溫層損壞或發生泄漏時，會使局部管段的溫度異常，測溫光纖能及時捕獲這些異常，并在溫度分布曲線上顯示出來。進而實現管道的監測預警及定位等功能。分布式光纖監測系統Distributed optical fiber monitoring system監測原理光學時域反射測量技術（OTDR）Monitoring principle Optical Time Domain Reflection measurement technology 通過采集和分析 光脈沖從光纖的一端注入后在光纖內傳播時產生的Raman背向光的時間各信號強度，得到相應位置的溫度信息，從而就可以得到沿光纖整根的

7、不同位置的溫度曲線。項目參數值單通道有效監測范圍15KM監測方式通過溫度差異變化進行監測溫度分辨率0.1定位精度1M溫度測量范圍-40-150(為設備量程，工程量程以光纜耐溫為上限)通信方式4G（全網通）施工現場布線，施工便捷監測主機Monitoring host 一款連續分布式測溫光纖所處環境溫度的解調系統（Distributed Temperature Sensing System，DTS），它采用先進的OTDR技術和Raman散射光對溫度敏感的特性，探測出沿著光纖不同位置的溫度變化，實現真正分布式的溫度測量及定位。PE護套不銹鋼無縫管光纖芯填充油膏不銹鋼絲特氟龍+PE護套不銹鋼無縫管光纖

8、芯填充油膏不銹鋼絲測溫光纜Temperature measuring optical cable本系統采用專門用于溫度監測的2芯多模測溫光纜，具有如下特點：光纜防水、防震外徑小，結構簡單，熱滲透快，測溫響應快。特氟龍外護套，防水、防曬、抗老化，耐腐蝕,良好的電氣絕緣性能。鋼絲絞合保護，使光纜有很強的抗拉力。不銹鋼管保護光纖，使光纜有很強的抗壓扁力。光纖敷設示意圖Optical fiber laying測溫光纖布置在管道水平線下方1/3處，光纖布置在供回水管道中間緊貼外護管。整盤敷設，以減少中間接頭。智能管網設計地理信息系統Geographic Information System 使用4G無線

9、通訊把數據傳送到管理平臺，并進行解析，組態，匹配實景衛星地圖從而生成直觀，簡明的監控畫面及查詢檢索功能窗。每段管線都有對應的實時溫度信息，并能同時與多個歷史溫度曲線進行對比。采用RTK技術精準采集管網地理信息，通過施工管理APP，記錄管理工程數據。相關標準Relevant standards 由唐山興邦公司牽頭在中國城鎮供熱協會的組織下，編制制定的T/CDHA 11-2022直埋供熱管道光纖監測系統技術條件標準，于2022年3月1號正式發布。興邦 智能管網項目張家口東源熱力智能管網項目國內將管道監測系統應用于大口徑保溫管的智能管網項目。珠海橫琴智能管網監測項目內蒙古烏蘭察布涼城智能管網項目淮北

10、東部新城智能管網集中供熱工程海陽市新老城區核能供暖智能監測管網工程泰安智能管網項目 國內較早安裝使用光纖預警系統的民生供熱工程 無人機技術應用Application of UAV Technology04無人機熱網健康巡檢通過無人機的溫度測量，我們可以檢測整套區域供熱網絡。使客戶能夠進行更好的預防計劃，并有針對性的優先采取預防措施，同時修復并解決泄漏或發生腐蝕的最緊要問題。查找泄漏和即將發生的泄漏新裝管網的質量評估查找未知管道/更正現有管網記錄供熱管網狀況的總體評估戰略性長期改造計劃HEALTH INSPECTION OF HEATING NETWORK 紅外線波長介于0.75m到1000m間

11、的電磁波。但僅在中波35m及長波812m的兩個波段有較好的穿透率，通稱大氣窗口，大部份的紅外熱像儀就是針對這兩個波段進行檢測，計算并顯示物體的表面溫度分布。UAV HEATING NETWORK HEALTH INSPECTION 埋地的供熱、供氣管網無時無刻的在向覆蓋的土壤中散發著輻射，尤其是冬季，土壤和大氣溫差較大，更好的能捕捉到由管網輻射出來的熱量，通過對地航拍，根據探測到的管網的輻射能的大小，經系統處理轉變為目標物體的熱圖像上傳至平臺處理、合成、分析，與其整條管段及周圍周圍土壤對比，最終達到監測管網質量的目的。成像原理Inspection Process規劃飛行拍攝后處理分析評估報告(

12、云平臺)無人機拍攝數據處理上傳熱圖像拼接智能數據分析報告查詢系統管網圖數據庫單張熱成像熱成像拼接圖 通過拿到的管線圖紙和實際管線環境接合，規劃出合理的航線開始飛行拍攝。將拍攝好的帶有數據信息的單張熱成像圖片上傳到數據庫，通過專業的軟件進行拼接、計算處理形成熱成像管網地圖，同時拼接過程中對采集的信息進行智能數據分析，生成評估報告，存儲在云端檢測平臺上，用戶可通過電腦手機隨時調取查看。Practical engineering applications拍攝溫度拍攝濕度發射率拍攝距離米介質溫度覆蓋土層約米-1730.93700.8拍攝溫度拍攝濕度發射率拍攝距離米介質溫度覆蓋土層約米-4540.935

13、1002 供熱管網熱處于硬化方形磚下方0.8米，輻射出來能量較多，較為明顯。管網的走向較為明顯，且整體高于周邊方形磚的地表溫度，但整體管型均勻，紅色區域沒有向四周擴散漫射的情況，推斷管道相對完好。供熱管網熱成像圖中兩個較亮的圓點為井室井蓋，由于沒有土壤覆蓋，輻射出來能量較多，較為明顯。管網的走向較為明顯，且整體高于周邊土壤的溫度，進一步可得出管網出現異常的地方地表溫度要明顯高于環境土壤溫度、高于正常管網溫度。Practical engineering applications由上圖能清晰地看出管道的走向，與周圍溫度對比明顯高于周圍土壤環境，蒸汽管的更為明顯一些，能看出補口及補償器的狀況。其中蒸

14、汽管道熱成像圖中藍色方框內的補償器有泄露情況，致使后面管道外套鋼管與工作鋼管間保溫層充入高溫蒸汽，整條管線呈高亮狀態，傳至地表的輻射量較大，管道兩側的土壤紅外顯示成粉紅色，明顯高于周圍土壤和完好管段土壤。通過表格對比推測熱成像監測效果的主要影響因素有：管道介質和環境溫度溫差，管道上覆土深度，拍攝高度。介質與環境溫差越大，管網區域與相鄰土壤區域的對比越明顯；覆土深度較小有利于熱輻射穿透覆土到表層熱輻射量越多；拍攝高度較低更有利于鏡頭收集捕捉地面散出的熱輻射，校準溫度更精準。拍攝溫度拍攝濕度發射率拍攝距離米介質溫度覆蓋土層約米8800.9503501.6井室類監控系統Well Chamber Monitoring System05 井室、換熱站內空間相對密閉，供回水管道與電氣設備交錯，為保證人員的安全性，將采用氣體、水跡監測系統，該系統檢測反應靈敏，分布式布置，可實時監測井室及時報警而不是等人工發現，避免人員損傷；1.監測各種有毒氣體及溫濕度。2.具有電氣控制柜水浸報警裝置。3.增加電機震動等各類監測點。4.可根據用戶需求進行全面的訂制監測。31THANKS!Copyright 2019XINGBANG All right reserved by XINGBANG