1、光纤热力管道泄漏检测光纤热力管道泄漏检测技术研究技术研究结构健康诊断热力管道泄漏检测专题1目录目录 项目研究的目的和意义项目研究的目的和意义主要研究内容主要研究内容预期的技术经济指标预期的技术经济指标 市场需求分析及经济性预测市场需求分析及经济性预测 技术方案技术方案经费预算经费预算结构健康诊断热力管道泄漏检测专题2项目研究的目的和意义项目研究的目的和意义一、目的一、目的 1 1、研究用于新建热力管道泄漏的在线光、研究用于新建热力管道泄漏的在线光纤温度场检测技术纤温度场检测技术,利用光纤传感器，实利用光纤传感器，实时测量热力管道周围温度场，及时发现时测量热力管道周围温度场，及时发现管道泄漏情况
2、下的温度场变化，从而确管道泄漏情况下的温度场变化，从而确定管道泄漏与否，并判断泄漏点的位置。定管道泄漏与否，并判断泄漏点的位置。结构健康诊断热力管道泄漏检测专题3项目研究的目的和意义项目研究的目的和意义二、意义二、意义 1 1、热力管道运输是保障生活取暖的主要、热力管道运输是保障生活取暖的主要手段，占有相当重要的位置，成为冬季城市生手段，占有相当重要的位置，成为冬季城市生活的大动脉，因而被称为生命线工程。由于其活的大动脉，因而被称为生命线工程。由于其输送的热水用于保障人们冬季取暖输送的热水用于保障人们冬季取暖,一旦运行一旦运行中发生破坏，将会对取暖和热力的生产造成大中发生破坏，将会对取暖和热力
3、的生产造成大的影响，产生直接的经济损失和不良的社会影的影响，产生直接的经济损失和不良的社会影响。如响。如20002000年由市热力公司东风新村热力管道年由市热力公司东风新村热力管道泄漏事故泄漏事故,造成了东风地区大面积的长时间供造成了东风地区大面积的长时间供暖中断暖中断,造成了数千万元直接与间接的经济损造成了数千万元直接与间接的经济损失并产生了严重的社会影响。失并产生了严重的社会影响。结构健康诊断热力管道泄漏检测专题4在热力管道正常运行过程中，由于管道在热力管道正常运行过程中，由于管道的腐蚀，外力作用，施工质量等因素的的腐蚀，外力作用，施工质量等因素的影响，管道可能会产生泄漏，特别是微影响，管
4、道可能会产生泄漏，特别是微小的渗漏情况，如能及时发现，将为管小的渗漏情况，如能及时发现，将为管道的及时维修、保养提供及时信息，并道的及时维修、保养提供及时信息，并可预防大的泄漏发生，大大降低经济和可预防大的泄漏发生，大大降低经济和社会损失，确保热力管道的安全运行，社会损失，确保热力管道的安全运行，对管道的维护和安全运行是十分有必要对管道的维护和安全运行是十分有必要的，对于当前维护和保持社会稳定意义的，对于当前维护和保持社会稳定意义是十分深远。是十分深远。结构健康诊断热力管道泄漏检测专题5结构健康诊断热力管道泄漏检测专题6结构健康诊断热力管道泄漏检测专题7项目研究的目的和意义项目研究的目的和意义
5、2 2、采用光纤技术，进行热力管道泄漏检测技术、采用光纤技术，进行热力管道泄漏检测技术研究，是将高科技技术溶于热力生产中。利用研究，是将高科技技术溶于热力生产中。利用光导纤维测定温度和温度分布光导纤维测定温度和温度分布,是一项崭新的是一项崭新的应用技术，该技术利用光纤作为温度传感器应用技术，该技术利用光纤作为温度传感器,埋设于热力管道上埋设于热力管道上,可以连续测量热力管道的可以连续测量热力管道的温度分布。光纤测温精度高、密度大温度分布。光纤测温精度高、密度大,测量精测量精度高，对推进热力生产的现代化管理，减少故度高，对推进热力生产的现代化管理，减少故障判定时间，及时发现隐患，及时进行抢修，障
6、判定时间，及时发现隐患，及时进行抢修，减小泄漏事故的经济损失及社会影响具有重要减小泄漏事故的经济损失及社会影响具有重要的意义。的意义。结构健康诊断热力管道泄漏检测专题8主要研究内容主要研究内容 1.1.光纤温度传感器及其测试采集系统研究光纤温度传感器及其测试采集系统研究2.利用光纤的温度特性利用光纤的温度特性,研制可用于检测管道周围温度场，可实现研制可用于检测管道周围温度场，可实现多点温度连续监测，并不受环境影响的光纤传感器多点温度连续监测，并不受环境影响的光纤传感器,研制监测装置研制监测装置系统系统,实现管道泄漏点的判别实现管道泄漏点的判别,其测温系统的基本构成如图所示。其测温系统的基本构成
7、如图所示。光纤温度计向光导纤维发射激光接受测定拉曼散射光发出控制指令收集记录数据计算分析、报警计算机温度情报设定 控制光开关多只光纤温度计同时测量时进行温度计之间的切换读数仪结构健康诊断热力管道泄漏检测专题9主要研究内容主要研究内容 1.1.光纤温度传感器及其测试采集系统研究光纤温度传感器及其测试采集系统研究2.2.主要的内容：主要的内容：3.3.1.1.温度传感器研制；温度传感器研制；4.4.2.2.光测量系统研制；光测量系统研制；5.5.3.3.温度分析图形软件开发；温度分析图形软件开发；6.6.4.4.界限报警及泄漏趋势预测研究。界限报警及泄漏趋势预测研究。结构健康诊断热力管道泄漏检测专
8、题10预期的经济技术指标预期的经济技术指标（一）、技术指标：（一）、技术指标：1 1、光纤温度传感技术达到双轴或单轴每、光纤温度传感技术达到双轴或单轴每公里公里20002000点温度检测，温度误差加减点温度检测，温度误差加减11。泄漏点位置判定误差泄漏点位置判定误差0.50.5米。米。（二）、起止年限：（二）、起止年限：20032003年年20052005年年结构健康诊断热力管道泄漏检测专题11市场需求分析及经济性预测市场需求分析及经济性预测 （一）、需求分析（一）、需求分析 热力管道泄漏是制约热力公司生热力管道泄漏是制约热力公司生产的一大难题，每年由于泄漏造成的经产的一大难题，每年由于泄漏造
9、成的经济损失是十分可观的，热力公司急于解济损失是十分可观的，热力公司急于解决这一问题，这一问题的解决对生产和决这一问题，这一问题的解决对生产和稳定社会都是十分必要的。稳定社会都是十分必要的。结构健康诊断热力管道泄漏检测专题12市场需求分析及经济性预测市场需求分析及经济性预测 （二）（二）经济性预测经济性预测 实现在线准确泄漏判断，可以实现管道及时实现在线准确泄漏判断，可以实现管道及时维护，保障安全生产运行，避免泄漏造成的经济损维护，保障安全生产运行，避免泄漏造成的经济损失，特别是可以对一些大事故前的微小泄漏能够进失，特别是可以对一些大事故前的微小泄漏能够进行实时监测，从而使大事故可以得到避免，
10、红外成行实时监测，从而使大事故可以得到避免，红外成像技术用于在役管道的泄漏，可以及时发现泄漏，像技术用于在役管道的泄漏，可以及时发现泄漏，为生产维护提供依据，避免造成大的经济损失。热为生产维护提供依据，避免造成大的经济损失。热力公司未来两年将在在东风地区、让胡路地区、龙力公司未来两年将在在东风地区、让胡路地区、龙南地区实施热电联产集中供热，采暖方式将主要是南地区实施热电联产集中供热，采暖方式将主要是热电联产，集中供热管网必将成为热力系统的大动热电联产，集中供热管网必将成为热力系统的大动脉，实施此项技术的前景是十分可观的。脉，实施此项技术的前景是十分可观的。结构健康诊断热力管道泄漏检测专题13技
11、术方案技术方案 光纤温度传感器及其测试采集系统研究光纤温度传感器及其测试采集系统研究 光导纤维温度传感器技术检漏的基本原理是管道输送加光导纤维温度传感器技术检漏的基本原理是管道输送加热介质，管道中发生泄漏会引起周围环境发生变化，通过光热介质，管道中发生泄漏会引起周围环境发生变化，通过光纤维温度传感器连续测量管道周围的温度场分布，当出现泄纤维温度传感器连续测量管道周围的温度场分布，当出现泄漏时，管道周围的温度场会发生异常变化，通过温度场的对漏时，管道周围的温度场会发生异常变化，通过温度场的对比分析即可判断出泄漏情况。其光纤传感器的布置如图所示。比分析即可判断出泄漏情况。其光纤传感器的布置如图所示
12、。光纤传感器光纤热力管道结构健康诊断热力管道泄漏检测专题14技术方案技术方案 通过光导纤维传感器，在线监测热力管道温度场变化，通过光导纤维传感器，在线监测热力管道温度场变化，热力管道正常运行时，沿线各点的温度场分布应处于稳定趋热力管道正常运行时，沿线各点的温度场分布应处于稳定趋势下，其温度分布曲线如图所示，当某一时刻管线发生泄漏势下，其温度分布曲线如图所示，当某一时刻管线发生泄漏时，管线的漏点附近产生温度场的突然变化，通过光纤传感时，管线的漏点附近产生温度场的突然变化，通过光纤传感器即时监测到其温度变化，其温度场分布如图所示。利用计器即时监测到其温度变化，其温度场分布如图所示。利用计算机监测系
13、统，即可判断管道泄漏及泄漏点的位置。算机监测系统，即可判断管道泄漏及泄漏点的位置。测点温度T测点位置X不同时刻温度曲线未泄漏时测点温度分布曲线未泄漏时测点温度分布曲线结构健康诊断热力管道泄漏检测专题15技术方案技术方案测点温度T测点位置X不同时刻温度曲线泄漏点温度场突变某测点泄漏发生后测点温度分布曲线某测点泄漏发生后测点温度分布曲线结构健康诊断热力管道泄漏检测专题16技术方案技术方案 利用光纤测量管道温度温度场，在跨海石油管道利用光纤测量管道温度温度场，在跨海石油管道中已有应用，下图为跨海石油管道上应用光纤测量中已有应用，下图为跨海石油管道上应用光纤测量温度场的示意图。温度场的示意图。光纤传感
14、器光纤跨海石油管道结构健康诊断热力管道泄漏检测专题17 光纤温度测量系统构成图光纤温度测量系统构成图结构健康诊断热力管道泄漏检测专题18序序号号项目项目费用预算额（万费用预算额（万元）元）使用明细及具体依据使用明细及具体依据1 1设备购置费设备购置费80.0080.00光纤测试系统和红外成像系统光纤测试系统和红外成像系统2 2能源材料费能源材料费25.0025.00传感器和辅助材料传感器和辅助材料3 3试验外协费试验外协费16.0016.00现场试验及专家咨询费用现场试验及专家咨询费用4 4资料、印刷资料、印刷4.004.00文字材料打印、印刷出版、论文发表文字材料打印、印刷出版、论文发表5 5租赁费租赁费6.006.00辅助仪器的使用费用辅助仪器的使用费用6 6差旅费差旅费5.005.00调研及会议经费调研及会议经费7 7评定、验收评定、验收费费3.003.00项目验收经费项目验收经费8 8管理费管理费8.008.00按按5 5计算计算9 9其它费用其它费用3.003.00项目研究过程中不可预见的其他经费项目研究过程中不可预见的其他经费合计合计150150 经费预算经费预算结构健康诊断热力管道泄漏检测专题19
