Размещено на http://www.allbest.ru/

Эффективность использования течеискателей в тепловых сетях

Введение

Бесперебойное теплоснабжение потребителей - главная задача всех организаций, занимающихся эксплуатацией тепловых сетей. К сожалению, на сегодняшний день реальное состояние тепловых сетей не идеально, а значит, при работе приходится сталкиваться с потерями теплоносителя, с дефектами оборудования и повреждениями трубопроводов. Все эти факторы приводят к финансовым потерям теплоснабжающих организаций и частичному или полному ограничению потребителей.

Предприятие «Свердловские тепловые сети» помимо г. Екатеринбурга обеспечивает теплом города Верхняя Пышма и Березовский Свердловской обл. на балансе Предприятия 221,2 км магистральных тепловых сетей в двухтрубном исполнении (из них 121,6 км имеют подземную прокладку) и тысячи километров разводящих и квартальных сетей. В связи с этим поиск мест утечек затруднен.

Определение местоположения свищей и порывов скрытых трубопроводов является весьма серьезной проблемой, с которой эксплуатирующим коммунальным организациям приходится сталкиваться практически ежедневно. Точное определение места утечки помогает снизить финансовые затраты на земляные, восстановительные и другие работы, необходимые при ремонте трубопроводов. В том случае, если тепловые сети пересекаются с иными коммуникациями, либо залегают под асфальтовым покрытием - устранение утечки требует солидных финансовых вливаний.

В отопительный период потребность в точном и быстром определении места утечки особо высока, т.к. именно в это время нежелательно отключение потребителей.

Локализация места повреждения и быстрое восстановление тепловых сетей способствует повышению надежности снабжения потребителей теплом.

Удачный выбор аппаратуры - залог успеха поисковых работ. Причем, зависит он от многих факторов: типа прокладки; глубины залегания труб; масштаба исследуемой территории; шумового фона; погодных условий и т.д. Поэтому разные промышленные предприятия и отдают предпочтения различным поисковым приборам и методам.

Оборудование, используемое для нахождения утечек жидкости из трубопроводов

З сегодняшний день Предприятием «Свердловские тепловые сети» широко применяются акустические и корреляционные течеискатели. Такой выбор является весьма стандартным для большинства организаций, занимающихся эксплуатацией трубопроводов. Оптимальное сочетание этих двух методов (акустического и корреляционного) позволяет почти полностью решить проблему поиска повреждений на трубопроводах тепловых сетей.

В своей работе мы используем корреляционный течеискатель ТКР-4102 (фото 1). Он предназначен для оперативного поиска и локализации мест утечек жидкостей из скрытых трубопроводов, работающих под давлением.

Прибор создан для эксплуатации в промышленных условиях. Он может использоваться в закрытых помещениях и на открытых площадках: измерительные станции - при температуре от -10 ОC до +55 ОC; датчики - при температуре от -60 ОC до +150 ОC. Материал труб: сталь, чугун. Рабочая среда: вода, пар, легкие нефтепродукты. Диаметр трубопровода: 50-1200 мм. Рабочее давление: 0,5-50 атм. Минимальный диаметр утечки: 5-10 мм.

В состав прибора входят: две измерительные станции с антенной GPS-приемника ИНКО.4102.120; портативный компьютер (ноутбук); два радиомодема в сборе (с аккумулятором); два датчика с магнитами.

Принцип работы прибора ТКР-4102 основан на синхронном измерении и спектрально-корреляционном анализе двух сигналов в звуковом диапазоне частот, поступающих с двух пьезопреобразователей (вибродатчиков), установленных на исследуемом объекте. Для измерения сигнала в задачах поиска утечек из трубопроводов датчики устанавливаются непосредственно на трубопровод или на запорную арматуру (в ближайшие два колодца) от места расположения утечки. Для установки датчиков на трубу используются магниты, которые привинчиваются к датчикам. Поверхность магнита должна плотно прилегать к поверхности трубы или запорной арматуры, на которую устанавливается датчик, для этого поверхность трубы в месте установки магнита должна быть зачищена до чистого металла. С датчиков сигналы подаются на входы измерительных станций, где осуществляется первичная обработка, а затем передаются в компьютер для определения координаты утечки. Расчет расстояния от утечки до одного из датчиков осуществляется автоматически после определения задержки, ввода скорости распространения звука по трубе (из соответствующей таблицы в инструкции по эксплуатации прибора) и расстояния между датчиками.

Прибор обладает рядом достоинств.

1. Течеискатель достаточно прост в эксплуатации.

2. Оборудование имеет малую массу - не более 8 кг.

3. Программное обеспечение само вычисляет необходимые функции, что позволяет легко вести отчетную документацию.

4. Применение прибора на больших расстояниях сильно сокращает время нахождения утечки. ТКР-4102 помогает определиться с примерным местоположением повреждения (причем, лучше сделать несколько замеров), далее полученные данные необходимо проверить, используя, к примеру, акустический течеискатель.

В ходе эксплуатации прибора были выявлены следующие его особенности.

1. Прибор не работает в условиях реального времени, по причине чего невозможно учитывать влияние переменных факторов извне (например, движущийся автотранспорт). Такие факторы сильно сказываются на результатах расчетов, в связи с этим приходится проводить несколько замеров подряд для подтверждения результата.

2. На работу модемов большое влияние оказывают: погодные условия; линии электропередач; сильное движение автотранспорта (особенно троллейбусы); бетонные дома и заборы (если при проведении замеров между модемами имеются такие «бетонные препятствия», то они работать не будут).

Все вышеперечисленные факторы сильно влияют на скорость передачи данных - один замер (при неблагоприятных условиях) может длиться больше часа. Хотя есть возможность считать данные с выносной станции по USB-ка-белю (правда, в таком случае придется побегать по трассе от колодца к колодцу).

3. Погрешность прибора достаточно большая. ТКР-4102 точно определяет место утечки лишь на тихих улочках, при малом расстоянии между колодцами, при небольшом диаметре труб.

4. Самое слабое место прибора - датчики (фото 2). Явно их создавали не для полевых условий.

5. Ноутбук привязан к главной базе, поэтому его необходимо выносить на улицу, что вызывает определенные трудности, особенно в летний и зимний периоды: зимой работать холодно, а летом - сложно, т.к. практически не возможно увидеть (в солнечную погоду) отображаемые данные на мониторе.

Достоверность полученных результатов можно оценить как среднюю, лучше проверить предполагаемое месторасположение течи акустическим прибором, что наша диагностическая служба и делает. В таком случае мы применяем акустический течеискатель «Аист-5» (фото 3). Он предназначен для определения места разгерметизации напорных трубопроводов систем водо-, тепло-, газо-, паро-, нефтепродуктоснабжения.

Принцип действия прибора основан на преобразовании вибраций грунта, возбуждаемых свищом, в электрические сигналы и последующей их линейной частотной и нелинейной фильтрацией с целью обнаружения и оценки параметров сигналов утечек на фоне посторонних шумов, создаваемых многочисленными источниками (транспортными средствами, ветром и т.д.). «Аист-5» является переносным прибором. Датчик прибора устанавливается на грунт над диагностируемым трубопроводом.

В состав прибора входят: блок оператора, наушники, штырьевой датчик, кабель для подключения штырьевого датчика к блоку оператора.

Акустический течеискатель «Аист-5» имеет следующие особенности, отличающие его от аналогов.

1. Конструкция прибора обеспечивает возможность работы как на заасфальтированных ровных грунтах, так и на неровных твердых и мягких грунтах (на грунтах, покрытых травой, снегом, водой).

2. Прибор имеет малый собственный шум, что обеспечивает высокую чувствительность.

3. В рассматриваемом течеискателе достигнута высокая помехозащищенность от ветра и атмосферных акустических помех.

4. В приборе проводится фильтрация как кратковременных импульсных, так и продолжительных, нестационарных шумовых сигналов.

В результате накопленного опыта работы с данным акустическим течеискателем стоит отметить некоторые важные практические наблюдения.

1. Нельзя без контроля (с размаха) втыкать пику датчика в грунт или снег, если есть опасность, что она встретит на своем пути камень, металлический предмет, лед. Датчик является самым слабым местом у данного течеискателя.

2. Прибор практически бесполезен при прокладке трубопроводов на глубине более 2,5 м. Толщина грунта не позволяет уловить шум, создаваемый утечкой и зафиксировать вибрацию, создаваемую ею.

3. Затруднительным является использование течеискателя «Аист-5» в шумных местах (вблизи автотрасс, трамвайных путей и др.). Городской шум не позволяет услышать шум от утечки, в таком случае целесообразнее вести поисковые работы в ночное время.

4. Прибор бесполезен, если вода из свища бьет в воду (при полном или частичном затоплении трубы, проложенной в канале). Вода тушит шум и гасит вибрацию.

5. Угол поворота трубы может шуметь так же, как и утечка при большой ее величине. Поэтому надо быть осторожным при передаче ремонтникам координаты утечки, если она совпадает с углом поворота трубы (особенно большим углом поворота - более 45О). В таком случае мы рекомендуем показания акустического течеискателя сравнивать с показаниями корреляционного течеискателя.

6. Фундаменты зданий могут шуметь так же, как и утечка. Поэтому при поиске утечки непосредственно рядом со стеной здания обязательно зафиксируйте уровень и характер общего фона шума здания.

7. Постоянное использование данного прибора может привести к частичной потере слуха. Хотя, наверное, это проблема всех акустических течеискателей.

Точность прибора оцениваем как высокую. Продуктивное использование «Аист-5» возможно лишь при точных сведениях о расположении оси трассы. Но иногда геосъемки и исполнительные схемы не отражают реального местоположения трубопроводов. В таком случае поможет трассоискатель, в нашем случае это локатор ZCSCAT-33 (фото 4).

Локатор представляет собой универсальную систему общецелевого назначения для определения положения кабелей и труб. Его конструкция гарантирует высокую эффективность эксплуатации за счет простоты управления и минимальных затрат времени на обучение оператора. Данный локатор дополнительно предоставляет возможность визуальной индикации уровня сигнала одновременно с измерением глубины залегания линии.

присутствие заглубленной трубы из проводящего материала или кабеля укажет тон звукового сигнала громкоговорителя, используйте отклонение показаний индикатора для точного определения положения объекта. Максимальное отклонение индикатора укажет на положения проводника.

Условия окружающей среды, такие как тип почвы, температура, влажность почвы могут оказать влияние на измерение.

Показания прибора сомнений не вызывают.

Вместо заключения

Предприятие «Свердловские тепловые сети» на протяжении всего своего существования не только формирует базу данных по тепловым сетям, включающую паспортную информацию о трубопроводах, результаты обследования дефектов и коррозионных измерений, но и анализирует статистику повреждаемости. Учитывается динамика возрастания числа дефектов. Системный сбор и анализ такого рода информации позволяет рационально составлять график плановых замен и выборочного капитального ремонта, что позволяет продлить срок службы трубопроводов.

Наличие полноценной базы данных позволяет поддерживать надежную и безопасную работу оборудования, получать реальный экономический эффект, сокращая ремонтные расходы, увеличивать скорость обнаружения утечек в сети. течеискатель теплоснабжающий утечка течь

На сегодняшний день база данных находится на стадии накопления информации, несомненно, необходимо собрать и обработать большие массивы информации, для учета максимального числа факторов, характеризующих тепловые сети. Это позволит в дальнейшем создать полноценную систему мониторинга тепловых сетей.

Опыт, накопленный предприятием за годы использования различных течеискателей, помогает сотрудникам при внедрении новых приборов и методов поиска течей, при этом, несомненно, потребуется значительное время для их изучения и тестирования. Внимание сотрудников направлено на выявление закономерностей и тенденций, определяющих оптимальный выбор оборудования и инструментов для каждого конкретного случая. Очевидно, что недопустимо слепо полагаться на один метод поиска утечек. Рациональным является гармоничное сочетание уже опробованных способов определения местоположения утечки с активным поиском новых видов оборудования. Разработка оптимального алгоритма обработки полученных данных также важна. Комплексный подход к проблеме позволит достичь желаемого результата.

Размещено на Allbest.ru