本发明专利技术公开了一种基于在线温度测量的埋地蒸汽管道保温性能监控装置及方法，包括直埋蒸汽管、在线温度监测系统。直埋蒸汽管包括主管道补偿节和固定节，主管道、补偿节和固定节均包括工作管、钢套管和保温层；补偿节的工作管上焊接有波纹管，固定节的钢套管包括内钢套管和外钢套管。主管道、补偿节的工作管与钢套管之间靠钢套管一侧以及固定节的内钢套管和外钢套管之间靠外钢套管侧分别同轴设有传感器保护套管。在线温度监测系统包括温度传感器和远程温度监测终端。本发明专利技术通过解决埋地管不同管件上温度传感器的布置安装方式，实现了对埋地管道全局温度的测量。
【技术实现步骤摘要】
基于在线温度测量的埋地蒸汽管道保温性能监控装置及方法
本专利技术涉及供热蒸汽管道技术，尤其涉及一种基于在线温度测量的埋地蒸汽管道保温性能监控装置及方法。
技术介绍
热力管道是热力管网系统的基础构件，热力管道的性能直接决定了热力管网系统的能耗指标、供热半径等关键特征参数。埋地管到作为热力管道的主要形式之一，存在广泛的应用。需要指出的是，由于埋地管深埋地下的工作环境特点，很可能由于腐蚀、浸泡等原因，导致保温层失效、甚至是工作管道泄露爆炸，对热力系统的性能和安全都构成了极大威胁，有可能造成极大的经济损失和不良的社会影响。另外，由于深埋地下，对其保温性能的测量存在极大困难。因此，如何实现埋地管道保温性能的高效快捷测量成为当前热力管道系统性能检测的重点内容。针对现有热力管道不能实现无盲区全程温度特征的测量，中国专利CN201711425052.3提出了通过在一种在热力管道外部全程敷设光缆的新型热力管道实现对全程温度的测量。中国专利CN201711424989.9提出了基于热力管道的测温测漏光缆网，实现如何利用光缆通过温变和/或噪声扰动信号的对应关系，通过温度和扰动实现对管道漏损的监测。尽管如此，现有技术的主要不足在于缺少对热力管道特殊管件中的光缆的布置的设计，以及如何通过全程温度特征实现对热力管道保温性能和损坏特征的判断。因此，如何针对埋地管的特点，实现对埋地管温度的全程测量，并基于温度特征实现对管道保温性能和漏损特征的准确判断和定位是解决埋地管性能维护的关键。
技术实现思路
针对上述不足，本专利技术提出了一种基于在线温度测量的埋地蒸汽管道保温性能监控装置及方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于在线温度测量的直埋蒸汽管道保温性能监控装置，其包括直埋蒸汽管、在线温度监测系统两部分；直埋蒸汽管包括主管道、补偿节和固定节，主管道、补偿节和固定节通过串联焊接连接；主管道、补偿节和固定节均包括工作管、钢套管和保温层；工作管和钢套管均同轴布置，且钢套管嵌套于工作管外部，工作管与钢套管之间均填充有保温层；补偿节的工作管上焊接有波纹管；固定节中的钢套管包括内钢套管和外钢套管，外钢套管同轴嵌套安装于内钢套管的外部，且两者之间也填充有保温层；主管道和补偿节的工作管与钢套管之间靠钢套管一侧以及固定节的内钢套管和外钢套管之间靠外钢套管一侧分别设有传感器保护套管，且各段传感器保护套管串联相通，连续贯穿整条直埋蒸汽管；在线温度监测系统包括温度传感器和远程温度监测终端；温度传感器沿程安装于传感器保护套管内，主管道、补偿节和固定节内的温度传感器通过串联或并联方式与远程温度监测终端相连。在直埋蒸汽管的横断面中，传感器保护套管可以是一根，也可以是沿断面周向均匀布置的多根，且每条传感器保护套管中均设有温度传感器。所述的温度传感器可以为感温光纤、热电偶或热电阻。所述的固定节中，还可以设有第一同心大小头和第二同心大小头；第一同心大小头的大直径端(即直径较大的一端)紧贴内钢套管内壁固定，小直径端(即直径较小的一端)紧贴工作管外壁固定，用于在内钢套管和工作管之间形成支撑；所述的外钢套管两端各设有一个第二同心大小头，两端的第二同心大小头的大直径端均与外钢套管的端面密合固定，小直径端均紧贴内钢套管外壁固定，用于在内钢套管和外钢套管之间形成支撑。所述的固定节中，内钢套管的管壁上可以设有连通内钢套管内腔和外钢套管内腔的通孔。所述的第一同心大小头和第二同心大小头可以在管道轴向方向交错布置，使第一同心大小头和第二同心大小头在内钢套管上的固定位置不重合。一种使用上述基于在线温度测量的直埋蒸汽管道保温性能监控装置的管损检测方法，其具体为：温度传感器预先安装于主管道、补偿节和固定节的传感器保护套管内，并随主管道、补偿节和固定节一同施工后，各段温度传感器通过串联或并联方式与远程温度监测终端连接，实现对直埋蒸汽管道任一点处的温度值进行远程在线监控；远程温度监测终端获得任一点保温层外侧的温度Ti，同时获取供热温度Ts和压力P参数；设定时间间隔Δt内任一点保温层外侧的温度变化斜率ki和供热温度参数变化率ks，当ki/ks超过设定阈值时，出现报警，表明该点保温性能出现恶化；与此同时，通过对不同供热温度的蒸汽设定不同的阈值温度Tc；当同时出现任一点保温层外侧的温度Ti高于阈值温度Tc和ki/ks超过设定阈值时，判定保温管道损坏，并根据报警监测点的数量，确定管道损害的长度，确定检修位置，排查隐患。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：(1)本专利技术通过解决埋地管不同管件上温度传感器的布置安装方式，实现了对埋地管道全局温度的测量。(2)本专利技术可以利用保温层温度与供热温度变化率和最大温度两个阈值作为埋地管道热力性能的评价判据，实现对埋地管性能快速检测的目的。(3)本专利技术利用同心大小头，使得工作管与内钢套管之间的固定连接错开，导致同心大小头两端的换热温差减小，从而减小了了支撑结构的热桥，有利于保温。而且利用同心大小头固定内钢套管和外钢套管，提高了内外钢套管的支撑性能，避免了保温结构的变形，保证了保温性能的可靠性。附图说明图1是基于在线温度测量的直埋蒸汽管道保温性能监控装置示意图；图2是主管道的一种剖面图；图3是主管道的另一种剖面图；图4是另一实施例中固定节的结构示意图；图中：直埋蒸汽管1、在线温度监测系统2、主管道1-1、补偿节1-2、固定节1-3、工作管1-4、钢套管1-5、保温层1-6、波纹管1-7、内钢套管1-8、外钢套管1-9、传感器保护套管1-10、通孔1-11、第一同心大小头1-12、第二同心大小头1-13、温度传感器2-1、远程温度监测终端2-2。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步阐述，以便本领域技术人员能够更好地理解本专利技术的实质。如图1所示，一种基于在线温度测量的直埋蒸汽管道保温性能监控装置，其主要包括直埋蒸汽管1、在线温度监测系统2两部分。直埋蒸汽管1包括主管道1-1、补偿节1-2和固定节1-3，主管道1-1、补偿节1-2和固定节1-3通过串联焊接连接。主管道1-1、补偿节1-2和固定节1-3中均包括工作管1-4、钢套管1-5和保温层1-6。主管道1-1、补偿节1-2和固定节1-3中的工作管1-4和钢套管1-5均同轴布置，且钢套管1-5嵌套于工作管1-4外部，工作管1-4与钢套管1-5之间均填充有保温层1-6。补偿节1-2的工作管1-4上焊接有一段波纹管1-7，用于补偿管道的轴向伸缩。主管道1-1、补偿节1-2中的钢套管1-5均为单层套管，而固定节1-3中的钢套管1-5为双层套管，包括内钢套管1-8和外钢套管1-9，内钢套管1-8与工作管1-4之间填充有保温层1-6，外钢套管1-9同轴嵌套安装于内钢套管1-8的外部，且两者之间也填充有保温层1-6。主管道1-1和补偿节1-2的工作管1-4与钢套管1-5之间靠钢套管1-5一侧以及固定节1-3的内钢套管1-8和外钢套管1-9之间靠外钢套管1-9一侧分别设有传感器保护套管1-10，且主管道1-1、补偿节1-2和固定节1-3中的三段传感器保护套管1-10串联相通，形成一条连续贯穿整条直埋蒸汽管1的传感器保护套管1-10，用于保护内部安装的传感器。在线温度监测系统2包括温度传感器2-2和远程温度监测终端2-1；温度传本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于在线温度测量的直埋蒸汽管道保温性能监控装置，其特征在于包括直埋蒸汽管(1)、在线温度监测系统(2)两部分；直埋蒸汽管(1)包括主管道(1‑1)、补偿节(1‑2)和固定节(1‑3)，主管道(1‑1)、补偿节(1‑2)和固定节(1‑3)通过串联焊接连接；主管道(1‑1)、补偿节(1‑2)和固定节(1‑3)均包括工作管(1‑4)、钢套管(1‑5)和保温层(1‑6)；工作管(1‑4)和钢套管(1‑5)均同轴布置，且钢套管(1‑5)嵌套于工作管(1‑4)外部，工作管(1‑4)与钢套管(1‑5)之间均填充有保温层(1‑6)；补偿节(1‑2)的工作管(1‑4)上焊接有波纹管(1‑7)；固定节(1‑3)中的钢套管(1‑5)包括内钢套管(1‑8)和外钢套管(1‑9)，外钢套管(1‑9)同轴嵌套安装于内钢套管(1‑8)的外部，且两者之间也填充有保温层(1‑6)；主管道(1‑1)和补偿节(1‑2)的工作管(1‑4)与钢套管(1‑5)之间靠钢套管(1‑5)一侧以及固定节(1‑3)的内钢套管(1‑8)和外钢套管(1‑9)之间靠外钢套管(1‑9)一侧分别设有传感器保护套管(1‑10)，且各段传感器保护套管(1‑10)串联相通，连续贯穿整条直埋蒸汽管(1)；在线温度监测系统(2)包括温度传感器(2‑2)和远程温度监测终端(2‑1)；温度传感器(2‑2)沿程安装于传感器保护套管(1‑10)内，主管道(1‑1)、补偿节(1‑2)和固定节(1‑3)内的温度传感器(2‑2)通过串联或并联方式与远程温度监测终端(2‑1)相连。...
【技术特征摘要】
1.一种基于在线温度测量的直埋蒸汽管道保温性能监控装置，其特征在于包括直埋蒸汽管(1)、在线温度监测系统(2)两部分；直埋蒸汽管(1)包括主管道(1-1)、补偿节(1-2)和固定节(1-3)，主管道(1-1)、补偿节(1-2)和固定节(1-3)通过串联焊接连接；主管道(1-1)、补偿节(1-2)和固定节(1-3)均包括工作管(1-4)、钢套管(1-5)和保温层(1-6)；工作管(1-4)和钢套管(1-5)均同轴布置，且钢套管(1-5)嵌套于工作管(1-4)外部，工作管(1-4)与钢套管(1-5)之间均填充有保温层(1-6)；补偿节(1-2)的工作管(1-4)上焊接有波纹管(1-7)；固定节(1-3)中的钢套管(1-5)包括内钢套管(1-8)和外钢套管(1-9)，外钢套管(1-9)同轴嵌套安装于内钢套管(1-8)的外部，且两者之间也填充有保温层(1-6)；主管道(1-1)和补偿节(1-2)的工作管(1-4)与钢套管(1-5)之间靠钢套管(1-5)一侧以及固定节(1-3)的内钢套管(1-8)和外钢套管(1-9)之间靠外钢套管(1-9)一侧分别设有传感器保护套管(1-10)，且各段传感器保护套管(1-10)串联相通，连续贯穿整条直埋蒸汽管(1)；在线温度监测系统(2)包括温度传感器(2-2)和远程温度监测终端(2-1)；温度传感器(2-2)沿程安装于传感器保护套管(1-10)内，主管道(1-1)、补偿节(1-2)和固定节(1-3)内的温度传感器(2-2)通过串联或并联方式与远程温度监测终端(2-1)相连。2.根据权利要求1所述的一种基于在线温度测量的直埋蒸汽管道保温性能监控装置，其特征在于在直埋蒸汽管(1)的横断面中，所述的传感器保护套管(1-10)具有一根或沿断面周向均匀布置的多根，且每条传感器保护套管(1-10)中均设有温度传感器(2-2)。3.根据权利要求1所述的一种基于在线温度测量的直埋蒸汽管道保温性能监控装置，其特征在于所述的温度传感器(2-2)为感温光纤、热电偶或热电阻。4.根据权利要求1所述的一种基于在线温度测量的直埋蒸汽管道保温性能监控装置，其特征在于所述的固定节(1-3)中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：何其霖，杨海亮，何国平，顾景磊，
申请(专利权)人：宁波万里管道有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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