Способ автоматизированного выявления поврежденного участка в трубопроводных системах

Способ автоматизированного выявления поврежденного участка в трубопроводных системах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение м.б. использовано для автоматизированного выявления поврежденного участка в трубопроводных системах с тупиковой разводкой во всех инженер ных трубопроводных сетях городского хозяйства . Цепь изобретения - повышение надежности, эффективности и точности определения момента и места повреждения при уменьшении числа контролируемых узлов. Датчики давления устанавливают в контролируемых узлах. Задают последовательность и дискретность опроса участков и определяют поврежденный участок по величине изменения давления. Датчики устанавливают , в узлах, обладающих наибольшей чувствительностью к утечке, для чего перед оперативным выявлением повреждений производится анализ гидравлической сети с помощью ЭВМ путем построения матрицы по заданной формуле. На основе опроса датчиков и статистического анализа ряда последовательных замеров давления в каждом контролируемом узле выделяют группу участков , для к-рых наибольшее кол-во узлов, обладающих наибольшей чувствительностью к утечке, для проверяемого участка совпадает с узлами, в к-рых изменилось давление. Из этой группы выбирают участок с наибольшей вероятностью -оценки участка, считающегося поврежденным. 1 ил. С «%

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ГИ?И ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{2>) 468269)/29 (Щ22,62.89 (46) 07.02,92. Бел. Ь 5 (7Ц Всесоюзный научно-исследовательский институт гидромеханизации, санитарйотехнических и специальных строительных работ (72) Е.М,Вязнер, IO,А.Войтинская, Л,Н.Kiмышев, А.АКолбаса, B,А.Сиротенко и В.И;Ьуяавин — (53) 623,646 (088.8) (56 Аетерское свидетельство СССР

М 403929, кл. F 17 0 5/02, 1973. (54) . CAOC06 АВТОМАТИЗИРОВАННОГО

ВЫЯВЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕННОГО УЧА ТКА 8 ТРУ(вОПРОВОДНЫХ СИСТЕМАХ (57) Изобретение м.б. использовано для isтоматизированного выявления поврежденного участка е трубопроводных системах с тупиковой разводкой ао всех инженерных трубопроводных сетях городского хо: зайстве. Цель изобретения — повыщение надежности, эффективности-и точности оп„„ЯЦ„„1710929 Al

2 ределения момента и места повреждения при уменьшении числа контролируемых узлов. Датчики давления устанавливают в контролируемых узлах. Задают последовательность и дискретность of3pocs участков и . определяют поврежденный участок по величине изменения давления. Датчики устанавливают. в узлах, обладакицих наибольшей чувствительностью к утечке, для чего перед оперативным выявлением повреждений производится анализ гидравлической сети с помощью ЭВМ путем построения матрицы по заданной формуле. На основе опроса датчиков и статистического анализа ряда последовательных замеров давления в каждом контролируемом узле выделяют группу участков, для к-рых наибольшее кол-во узлов, Я обладающих наибольшей чувствительностью к утечке, для проверяемого участка совпада- ет с узлами, в к-рых изменилось давление.

Из этой группы выбирают участок с наибольшей вероятностью оценки участка, считающегося поврежденным. 1 ил.

1710929

Изобретение относится к технике обнаружения повреждений трубопроводов и может быть использовано во всех инженерных трубопроводных сетях городского хозяйства, Известен способ определения мест утечек в трубопроводных сетях, основанный нз улавливании переднего фронта (импульса) волны понижении давления. При известных скоростях распространения волны, длинах участков и разности времени прихода переднего фронте волны к контрольным точкам определяют место повреждения.

Этот метод дорог.и сложен. его применение предъявляет высокие требования к техническому обеспечению, так как он требует высокоскоростных некоммутируемых каналов связи. Метод отличает также низкая помехоустойчивость, что затрудняет его практическую реализацию (1}.

Из известных способов для обнаружения поврежденных участков трубопроводов наиболее близким потехнической сущности является способ, основанный на регистрации снижения давления, где с целью определения поврежденного участка задают последовательность опроса датчиков давления и допустимые скорости понижения давления, замеряют давление в контролируемых узлах, вычисляют скорость его изменений между замерами, срзвнивэют ее с допустимой и по превышению последней определ яют поврежденный участок.

Недостатком этого способа являются высокая стоимость, трудность технической реализации и низкая эффективность определения поврежденного участка.

Для выявления поврежденных участков требуется, чтобы каждый узел сети (место слияния и разделения потоков) был контролируемым; т.е. был оснащен датчиком давления и аппаратурой телемеханики, что требует большой протяженности каналов связи, Трудность технической реализации этого способа на практике обусловлена необходимостью установки в подземных камерах и колодцах аппаратуры телеизмерения ввиду преимущественно подземной прокладки инженерных коммуникаций.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности, эффективности и точности определения момента и места повреждения при уменьшении числа контролируемых узлов, Поставленная цель достигается тем, что по способу автоматизированного. выявления поврежденного участка в трубопроводных системах, который включает в себя установку датчиков давления в контролируемых узлах, задание последовательности и дискретности их опроса и определение поврежденного участка по величине изменения давления, датчики устанавливают в узлах, обладающих наибольшей чувствительностью к утечке, для чего перед оперативным выявлением повреждений производится анализ гидравлической сети с помощью 38М на предмет сравнения чувствительности узлов путем построения матрицы чувствительности по формуле; .

10 если узел 1 не смежный с узлом J

G«

$ц = « Р« — Р р Х „, . ecn i=J (Я} —, i ej — смежные узлы, 1 Gt

2 Pj — Р где Stj — элементы матрицы чувствительности;

6«ь 6р — расчетные расходы на участке. между узлами К и i,J и 1;

Рк, Рь Р— расчетные давления в узлах

К;(,j; далее выбираются узлы, обладающие наибольшей чувствительностью к утечке на данном участке по зависимости;

Sy» Sy Km а» Cr«m

30 где ok, ok — среднеквадратичная ошибка измерений в K и К узлах, а затем на основе опроса датчиков и статистического анализа ряда последовательных замеров давления в каждом контролируемом узле выделяют группу учзстков, для которых наибольшее количество контролируемых узлов, обладающих наибольшей чувствительностью к утечке для проверяемого участка, совпадает с узлами, в которых изменилось давление, а из этой группы выбирают участок с наибольшей вероятностью оценки участка, считающегося поврежденным.

45 Формула предусматривает расчет элементов матрицы для трех случаев: э) несмежных узлов; б) смежных узлов; в} совпадающих узлов, При анализе патентной и научно-техни50 ческой литературы не выявлено технических решенйй, в которых присутствуют признаки, сходные с совокупностью отличительных признаков заявляемого технического решения.

55 Следовательно, предлагаемое техническое решение обладает критерием "существенные отличия".

Нз чертеже представлено устройство, реализующее предлагаемый способ.

1710929

Устройство содержит датчики 1 давления,вычислительноеустройство2, преобразователь 3 давления 8 электрический сигнал, блок 4 передачи информации, канал

5 связи, блок 6 приема информации, устрой-. ство 7 согласования, печатающее устройство 8 и системы 9 отображения информации.Способ осуществляют следующим образом.

С интервалом 1-5 мин вычислительное устройство 2 через устройство 7 согласования, блок 6 приема информации и преобразователь 3 давления и опрашивает датчики

1 давления.

Для каждого контролируемого узла запоминается ряд последовательных измерений, да вл ен ия. После nîëó÷åíèÿ очередного значения вычисляются статические характеристики (среднее, дисперсия и т.д.) по первой и второй половинам этого ряда измерений.

Если среднее значение, рассчитанное по второй половине ряда измерений, статистически значимо отличается от средней первой половины, а другие характеристики статистически устойчивы, признается факт резкого изменения давления в данном узле.

После локализации поврежденного участка вычислительное устройство 2 снова начинает регулярный опрос датчиков 1 давления, Алгоритм выявления к локализации повреждений функционирует постоянно.

Выбор точек контроля по защите трубопроводной системы производится исходя из технической воэможности и анализа матрицы чувствительности. Общее число датчиков определяется технико-экономическим расчетом и может быть значительно меньше полного числа узлов сети.

flocne этого переходят к оперативному выявлению повреждений.

Как показывают проведенные техникоэкономические расчеты, годовой экономичЕский эффект от внедрения предложенного способа для района с установленной мощностью источника 250 Гкал/ч превыаает

185,0 тыс. рублей.

Формула изобретения

Способ автоматизированного выявления поврежденного участка в трубопроводных системах, включающий установку датчиков давления в контролируемых узлах, задание последовательности и дискретности их опроса и определение поврежденного участка по величине изменения давления, 5 отличающийся тем, что. с целью повышения надежности, эффективности и точности определения момента и места повреждения при уменьшении числе контролируемых узлов, датчики устанавливают а

10 узлах, обладающих наибольшей чувствительностью к утечке, для чего перед оперативным выявлением повреждений производится анализ гидравлической сети с помощью 38М на предмет сравнения чувст15 вительности узлов путем построения матрицы чувствительности по формуле:

0, если узел I несмежный с узлом )

1 Ge . —, если!-j

Зц = КцС K —, ) NJ — смежные узлы, 1

2 P) — Pi где Яц — элемент матрицы чувствительно25 сти;

Окь Gy — расчетные расходы на участке;

РК, Рь Р1 — расчетные давления в узлах, далее выбираются узлы, обладающие наибольшей чувствительностью к утечке на дан30 ном участке по зависимости ук SyKm i

Oi(GKm

35 гДе SyK, SyKm — элемент матРиЦы чУвствительности контрольного узла К к участку у;

Ок, oKm — сРеднеквадРатичнаЯ ошибка измерений в К и К> узлах, 40 а затем на основе опроса датчиков и статистического анализа ряда последовательных замеров давления s каждом контролируемом узле выделяют группу участков, для которых наибольшее количество контро45 лируемых узлов, обладающих наибольшей чувствительностью к утечке, для проверя. емого участка совпадает с узлами, в которых изменилось давление, а из этой . группы выбирают участок с наибольшей ве50 роятностью оценки участка, считающегося поврежденным.