供热管网泄漏监测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种供热管网泄漏监测系统及方法，其中，该系统包括：SCADA服务器，用于采集供热管网上各测点的压力数据和流量数据；GIS系统，用于采集供热管网上各测点的管道地理信息及管道参数数据；泄漏管段判断模块，用于根据压力数据和管道地理信息，监测供热管网管段的运行状态，在发生泄漏时，确定泄漏管段；漏点定位模块，用于在发生泄漏时，根据管道参数数据、压力数据和流量数据，确定泄漏管段上的泄漏位置。上述技术方案无需在热网上额外增设压力和流量传感器等设备，只需要结合已建热网投运时设置设备检测的数据，就能够及时地找到供热管网泄漏事故发生地及泄漏管段，并准确地定位泄漏管段的泄漏位置，对于处理热网泄漏事故具有指导意义。

【技术实现步骤摘要】
供热管网泄漏监测系统及方法
本专利技术涉及热网运行泄漏监测
，特别涉及一种供热管网泄漏监测系统及方法。
技术介绍
近些年来，随着国民经济的迅速发展，国家对于环境保护和节约能源采取了一系列推动措施，这也促进了我国集中供热事业的发展。集中供热事业的发展不仅表现在普及率的提高，还表现在集中供热系统规模的扩大。因为热网是供热系统可靠性的薄弱环节，随着热网规模的增大和使用年数的增长，由于管道及部件材质、敷设方式、环境、施工方法及管理的诸多因素的影响，各地热网故障不断发生，其中以泄漏故障最为常见。传统的方式主要靠热用户发现，或是当泄漏扩大化，导致系统出现大的运行波动。因此及时发现事故，并尽可能的确定事故发生地是非常重要的。热网泄漏故障严重妨碍了热网运行的经济性和安全性，为了确保供热管网安全稳定运行，提高供热管网管理效率，实现供热管网现代化管理，对供热管网进行实时监测已是当前的发展趋势。目前，热网监测技术主要分为直接法和间接法，直接法是将传感器安装在管道内部去监测热网的运行状态，间接法主要根据热网供、回水之间压力数据差异，利用计算机模拟出热网运行状态。现有的关于热网泄漏监测存在以下问题：(1)现有泄漏监测系统需要增设设备，对已建热网难以实现；(2)现有的大多数热网日常运行主要依靠人工巡检，可靠性低；(3)现有的热网泄漏监测无法快速确定事故发生地，且很难实现精准定位管段泄漏位置。针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种供热管网泄漏监测系统，用以提高供热管网泄漏监测的效率和精度，该系统包括：SCADA服务器，与供热管网上各测点的压力传感器和流量传感器连接，用于采集供热管网上各测点的压力数据和流量数据；GIS系统，与供热管网上各测点的位置传感器连接，用于采集供热管网上各测点的管道地理信息及管道参数数据；泄漏管段判断模块，与所述SCADA服务器和GIS系统连接，用于根据所述压力数据和管道地理信息，监测供热管网管段的运行状态，在发生泄漏时，确定泄漏管段；漏点定位模块，与所述泄漏管段判断模块连接，用于在发生泄漏时，根据所述管道参数数据、压力数据和流量数据，确定所述泄漏管段上的泄漏位置。本专利技术实施例还提供了一种供热管网泄漏监测方法，用以提高供热管网泄漏监测的效率和精度，该方法包括：SCADA服务器采集供热管网上各测点的压力数据和流量数据；GIS系统采集供热管网上各测点的管道地理信息及管道参数数据；泄漏管段判断模块根据所述压力数据和管道地理信息，监测供热管网管段的运行状态，在发生泄漏时，确定泄漏管段；漏点定位模块在发生泄漏时，根据所述管道参数数据、压力数据和流量数据，确定所述泄漏管段上的泄漏位置。本专利技术实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述供热管网泄漏监测方法。本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行供热管网泄漏监测方法的计算机程序。本专利技术实施例提供的技术方案通过SCADA服务器采集供热管网上各测点的压力数据和流量数据；通过GIS系统采集供热管网上各测点的管道地理信息及管道参数数据；通过泄漏管段判断模块根据压力数据和管道地理信息，监测供热管网管段的运行状态，在发生泄漏时，确定泄漏管段；漏点定位模块，用于在发生泄漏时，根据管道参数数据、压力数据和流量数据，确定泄漏管段上的泄漏位置，实现了无需在热网上额外增设压力和流量传感器等设备，只需要结合已建热网投运时设置设备检测的数据，就能够及时地找到供热管网泄漏事故发生地及泄漏管段，并准确地定位泄漏管段的泄漏位置，减小不必要的能源浪费，提高了供热管网泄漏监测的效率和精度，节省人力成本，对于处理热网泄漏事故具有指导意义，为推进热网运行优化具有重大意义。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术的限定。在附图中：图1是本专利技术实施例中供热管网泄漏监测系统的结构示意图；图2是本专利技术另一实施例中供热管网泄漏监测系统的结构示意图；图3是本专利技术实施例中确定供水干管节点处的实际压力数据原理示意图；图4是本专利技术实施例中确定回水干管节点处的实际压力数据原理示意图；图5是本专利技术实施例中未泄漏管段及其等效电路示意图；图6是本专利技术实施例中泄漏管段及其等效电路示意图；图7是本专利技术实施例中供热管网泄漏监测方法的流程示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本专利技术做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施方式及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。在介绍本专利技术实施例之前，首先对本专利技术涉及的名词进行介绍如下。1、水头：以液柱高度表示的单位质量液体所具有的机械能。2、水头损失：液体在流动过程中单位质量液体的机械能损失。3、节点：两段管段的连接处。4、SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition)系统，即数据采集与监视控制系统。5、GIS系统即地理信息系统(GIS,geographicinformationsystem)。本专利技术实施例提供的技术方案是针对现有热网泄漏监测中存在的问题，提出一种供热管网泄漏实时监测系统及方法，其能够实时有效地判断出泄漏管段和泄漏管段上泄漏点的具体位置，避免了人工巡检的盲目性，为推进热网运行优化具有重大意义。下面对该供热管网泄漏监测方案进行详细介绍如下。图1是本专利技术实施例中供热管网泄漏监测系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：SCADA服务器01，与供热管网上各测点的压力传感器和流量传感器连接，用于采集供热管网上各测点的压力数据和流量数据；GIS系统02，与供热管网上各测点的位置传感器连接，用于采集供热管网上各测点的管道地理信息及管道参数数据；泄漏管段判断模块05，与所述SCADA服务器和GIS系统连接，用于根据所述压力数据和管道地理信息，监测供热管网管段的运行状态，在发生泄漏时，确定泄漏管段；漏点定位模块06，与所述泄漏管段判断模块连接，用于在发生泄漏时，根据所述管道参数数据、压力数据和流量数据，确定所述泄漏管段上的泄漏位置。本专利技术实施例提供的技术方案通过SCADA服务器采集供热管网上各测点的压力数据和流量数据；通过GIS系统采集供热管网上各测点的管道地理信息及管道参数数据；通过泄漏管段判断模块根据压力数据和管道地理信息，监测供热管网管段的运行状态，在发生泄漏时，确定泄漏管段；漏点定位模块，用于在发生泄漏时，根据管道参数数据、压力数据和流量数据，确定泄漏管段上的泄漏位置，实现了无需在热网上额外增设压力和流量传感器等设备，只需要结合已建热网投运时设置设备检测的数据，就能够及时地找到供热管网泄漏事故发生地及泄漏管段，并准确地定位泄漏管段的泄漏位置，提高了供热管网泄漏监测的效率和精度，节省人力成本，对于处理热网泄漏事故具有指导意义。下面对该供热管网泄漏监测系统的结构进行详细介绍如下。专利技术人考虑到：SCADA服务器监测到的压力数据和流量数据通常存在噪声，影响后续泄漏管段和泄漏点的精确判断，因此提出了如下技术方案：在一个实施例中，如图2所示，上述供热管网泄漏监测系统还可以包括：数据处理模块03，输入端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种供热管网泄漏监测系统，其特征在于，包括：SCADA服务器，与供热管网上各测点的压力传感器和流量传感器连接，用于采集供热管网上各测点的压力数据和流量数据；GIS系统，与供热管网上各测点的位置传感器连接，用于采集供热管网上各测点的管道地理信息及管道参数数据；泄漏管段判断模块，与所述SCADA服务器和GIS系统连接，用于根据所述压力数据和管道地理信息，监测供热管网管段的运行状态，在发生泄漏时，确定泄漏管段；漏点定位模块，与所述泄漏管段判断模块连接，用于在发生泄漏时，根据所述管道参数数据、压力数据和流量数据，确定所述泄漏管段上的泄漏位置。

【技术特征摘要】
1.一种供热管网泄漏监测系统，其特征在于，包括：SCADA服务器，与供热管网上各测点的压力传感器和流量传感器连接，用于采集供热管网上各测点的压力数据和流量数据；GIS系统，与供热管网上各测点的位置传感器连接，用于采集供热管网上各测点的管道地理信息及管道参数数据；泄漏管段判断模块，与所述SCADA服务器和GIS系统连接，用于根据所述压力数据和管道地理信息，监测供热管网管段的运行状态，在发生泄漏时，确定泄漏管段；漏点定位模块，与所述泄漏管段判断模块连接，用于在发生泄漏时，根据所述管道参数数据、压力数据和流量数据，确定所述泄漏管段上的泄漏位置。2.如权利要求1所述的供热管网泄漏监测系统，其特征在于，还包括：压力测点水头换算模块，输入端与所述SCADA服务器和GIS系统连接，输出端与所述泄漏管段判断模块连接，用于根据所述压力数据、流量数据、管道地理信息及管道参数数据，将各热力站一次网进口和出口附近的压力数据转换成供热管网上对应管段节点处的实际压力数据；所述泄漏管段判断模块具体用于根据所述实际压力数据和管道地理信息，监测供热管网管段的运行状态，在发生泄漏时，确定泄漏管段；所述漏点定位模块具体用于在发生泄漏时，根据所述管道参数数据、实际压力数据和流量数据，确定所述泄漏管段上的泄漏位置。3.如权利要求2所述的供热管网泄漏监测系统，其特征在于，所述压力测点水头换算模块具体用于：按照如下公式计算供水干管节点处的实际压力数据：其中，Pg1为供水干管节点处的实际压力数据；P′g1为供水管段进口节点附近压力测点的压力值；ρ为管道内热水密度；g为重力加速度；ΔZg1为供水管段起点附近测压点和起点节点之间的位置水头之差；vg1为供水管段起点节点处的流速；v′g1为供水管段起节点附近压力测点处的流速；按照如下公式计算回水干管节点处的实际压力数据：Ph1为回水干管节点处的实际压力数据；P′h1为回水管段进口节点附近压力测点的压力值；ρ为管道内热水密度；g为重力加速度；ΔZh1为回水管段起点附近测压点和起点节点之间的位置水头之差；vh1为回水管段起点节点处的流速；v′h1为回水管段起节点附近压力测点处的流速。4.如权利要求1所述的供热管网泄漏监测系统，其特征在于，所述泄漏管段判断模块具体用于：根据所述压力数据，计算当前管段与前一管段之间的第一压力之差，以及当前管段与后一管段的第二压力之差，根据第一压力之差和第二压力之差，确定当前管段的运行状态；在确定当前管段的运行状态为发生泄漏时，根据管道地理信息，确定当前管段的地理位置。5.如权利要求1所述的供热管网泄漏监测系统，其特征在于，所述漏点定位模块具体用于按照如下公式确定所述泄漏管段上的泄漏位置：其中，其中：LL为泄漏位置；D为管路直径；Pin为管段入口压力；Pout为管段出口压力；Prf为参考压力；L为管长；Zin为管段入口位置水头；Zout为管段出口位置水头；k为泄漏率；为平均摩擦阻力系数；ρ为管道内热水密度；g为重力加速度；Rrf为参考压力下管段的阻力；v为管内流体流速。6.如权利要求2所述的供热管网泄漏监测系统，其特征在于，还包括：数据处理模块，输入端与所述SCADA服务器和GIS系统连接，输出端与所述压力测点水头换算模块连接，用于处理所述压力数据和流量数据中的噪声数据；所述压力测点水头换算模块具体用于将各热力站一次网进口和出口附近的经过噪声数据处理后的压力数据转换成供热管网上管段节点处的实际压力数据。7.一种供热管网泄漏监测方法，其特征在于，包括：SCADA服务器采集供热管网上各测点的压力数据和流量数据；GIS系统采集供热管网上各测点的管道地理信息及管道参数数据；泄漏管段判断模块根据所述压力数据和管道地理信息，监测供热管网管段的运行状态，在发生泄漏时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅远雄，尹立新，苏周，师诚，赵永刚，时国华，秦志明，严立，何玉善，
申请(专利权)人：北京京能未来燃气热电有限公司，保定市华伟电力电子技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11