Течове за откриване на течове в топлофикационни мрежи
А.В. Филимонов, ръководител на лабораторията за диагностичен контрол, OOO Nizhegorodteploenergo, Нижни Новгород; Yu.V. Никитенко, ръководител на отдела за поддръжка и ремонт на главните мрежи, UMP "Svetlovskaya Teploset", Светли, Калининградска област
За да се определят местата на повреда на отоплителната мрежа, чиито признаци са скрити за пряко визуално и слухово възприятие, е възможно да се приложи набор от мерки, като се използват методите за инструментален контрол, статистически анализ и систематично отчитане на състоянието на всички участъци на топлопровода. В този случай резултатите ще бъдат вероятностни. Въпреки това, систематичното и целенасочено използване на инструменти за търсене в повечето случаи ще ви позволи директно да посочите местата на достатъчно оформени щети.
g. Нижни Новгород
Резултатите от повече от 10 години работа по откриване на неизправности в топлинните мрежи на Нижни Новгород с акустични и корелационни детектори за течове ни позволяват да направим изводи за ефективността на тяхното използване. Основният извод е, че спецификата на експлоатация на топлопреносната мрежа не позволява, за разлика от мрежите за студено водоснабдяване, еднозначно да се даде предимство на един от методите за определяне на местоположението на повредата. Обективно е необходимо да се разгледа възможността за използване на детектори за течове в зависимост от конкретни условия, цели и задачи при работа на участък от топлопреносна мрежа.
Средният участък от отоплителната мрежа на Нижни Новгород се състои от два или четири тръбопровода с диаметър 76-400 mm в непроходим канал с топлоизолация от минерална вата, дълбочина на полагане до 2,5 m и дължина 20-100 m.варира главно от 0,3 до
0,8 MPa. Тези параметри позволяват ефективното използване както на корелационен детектор за течове, така и на акустичен детектор (локатор) за откриване на щети от повърхността на земята. Има обаче известни трудности при локализирането на течовете.
Помислете за основните фактори, които предотвратяват използването на всеки от методите.
■ затруднен достъп до мястото, където са монтирани сензорите;
■ наводняване на тръбопроводи на мястото, където са монтирани сензори;
■ акустични смущения от работещо оборудване, местно съпротивление;
■ устойчивост на тръбопровода при преминаване на звуков сигнал.
■ недостатъчно налягане или поток на охлаждащата течност през отвора в тръбопровода за създаване на необходимите хидродинамични параметри на струята;
■ изтичането става при непокътната изолация;
■ особеностите на почвата допринасят за затихването на акустичните вибрации;
■ невъзможно е да се различи полезен сигнал на фона на външен акустичен шум;
■ нивото на наводняване на канала не позволява получаване на достатъчна турбуленция в точката на изтичане;
■ достъпът до земната повърхност над отоплителната мрежа е невъзможен.
Сравнявайки горните фактори, приемаме, че тяхното присъствие в търсенето на място за повреда може да бъде компенсирано чрез комбинация от корелационни и акустични методи за откриване.
Локализацията на щетите чрез корелационния метод се основава на обективните стойности на корелационната функция според резултатите от измерването, което прави резултатите от откриването по-оправдани пред субективно-вероятностната оценка на акустичния метод. Вероятността за намиране на конкретно място на повреда с помощта на устройства за акустично наблюдение на земната повърхност зависи от способността на оператора да анализира полученотошумови характеристики въз основа на предишен опит. След извършване на проучване на аварийния участък на отоплителната мрежа, като се вземат предвид характеристиките на получения звуков сигнал, е възможно експериментално да се установи вероятността мястото на повреда действително да е открито. Предложени вероятности: много вероятно (по-голямо от 0,99); голям (0,7-0,9); средно (0,4
0,6); ниско (0,1-0,3); малко вероятно (по-малко от 0,1).
Според работата по отоплителните мрежи на Нижни Новгород за периода 2001-2005 г. на фиг. 1 показва разпределението на вероятността за откриване на повреда при изследване на участък от отоплителна мрежа с устройства за акустичен мониторинг на повърхността на почвата.
Приложение в топлопреносни мрежи в периода 2004-2005г. корелационен детектор за течове (T-2001) разкри, че 95% от повредите, открити от акустични устройства, са надеждно определени чрез корелационния метод.
Въз основа на резултатите от работата бяха определени следните дялове при определяне на щетите по корелационния метод (фиг. 2).
По този начин използването на корелационния метод за локализиране на щетите позволява да се повиши ефективността на търсенето с най-малко 22%, като същевременно се намали процентът на грешки с 4-5%.
В момента UMP "Svetlovskaya Teploset" поддържа 89 км двутръбни отоплителни мрежи. Тръбопроводите са частично положени в подземни непроходими канали, без канали и надземни с диаметър на тръбите от 15 до 500 mm. Топлоснабдителната система е затворена, топла вода се загрява в бойлери в централни и индивидуални отоплителни точки.
Град Светли се характеризира с високо ниво на подпочвените води, но въпреки това каналът за полагане на топлопреносни мрежи е направен без придружаваща дренажна система и е в наводнено състояние за 8-9 месеца в годината.
Повечето топлофикационни мрежи са изградени преди 15-40 години на принципа на минимални разходи и максимално използване на местни строителни и изолационни материали, които често не отговарят на експлоатационните условия.
Поради това отоплителните мрежи са били и все още са една от най-ненадеждните градски структури с високо ниво на загуби на топлинна енергия, в резултат на което проблемът за повишаване на техническото ниво на отоплителните мрежи и намаляване на тяхната степен на аварии е изключително актуален.
UMP "Svetlovskaya Teploset" беше изправен пред въпроса за определяне на курса на развитие на предприятието, техническа модернизация и въвеждане на нови технологии. Особено актуално е търсенето и отстраняването на скрити течове (в канали, под пътната настилка и др.) и следенето за целостта на тръбопроводите на мрежовата химически пречистена вода.
Естествено, въпреки обучението за работа с устройството, първоначално имаше известни затруднения при използването му. Но почти всички от тях могат да бъдат приписани на човешкия фактор:
■ невнимание при инсталиране и свързване на сензори;
■ некоректен анализ на получените диаграми;
■ несвоевременно следене на степента на зареждане на батериите на устройството и сензорите.
Но с течение на времето тези грешки изчезват и работата с устройството става автоматизирана.
От закупуването на устройството са открити и отстранени около 100 големи и малки аварии както по главните тръбопроводи, така и по тримесечните мрежи, извършени са проучвания на най-подозрителните и труднодостъпни зони, които дават определени резултати.
Като пример, ето резултатите от откриването на някои от откритите течове:
■ констатиран е теч в участък от главния тръбопровод с диаметър 219 mm и дължина 200 m.точност до 50 см;
■ порив на блоков тръбопровод с дължина 120 m, диаметър 80 mm с точност до 1 m;
■ при изтичане на мрежова вода в тримесечен тръбопровод с диаметър 50 mm и дължина 70 m, уредът показва, че поривът не е в зоната на измерване, т.е. на входа на жилищна сграда, което е потвърдено при изкопни работи и разкриване на подовата настилка;
■ при навлизане на топла вода в нагревателната камера се използва уред, който показва, че няма течове. Те не повярваха, отвориха кутиите и видяха, че водата идва изпод кутиите и се нагрява в тях. Беше пробив в тръбата за студена вода, минаваща под кутиите ни. Показанията на уреда са правилни.
Нормативните загуби на топлоносител през отоплителния период за град Светли са 10 t/h, което възлиза на 0,25% от обема на отоплителната система и отоплителните мрежи (това са загубите през салникови кутии, фланцови връзки и помпи). Но реалните загуби бяха по-големи.
Така загубите на мрежова вода в тримесечните и основните мрежи през отоплителния период 2004-2005г. възлиза на 12-15 t/h, а използването на устройство за откриване на пориви и извършване на превантивна поддръжка на тръбопроводи позволи да се намалят загубите до 5-7 t/h и да се спестят до 30 хиляди тона химически обработена вода. В момента през отоплителни периоди 2007-2008 г. и 2008-2009 г., благодарение на бързото и своевременно използване на корелационния теч детектор, загубите на вода в мрежата не надвишават 5-8 t/h.
По време на работа на устройството бяха забелязани следните недостатъци.
1. Неговата крехкост (вход - канал за слушалки на усилватели) и чувствителност на лаптоп към ударни натоварвания.
2. Слаба батерия на лаптопа (зареждането стига за 1-1,5 часа).
3. Трудност при използване при кримпване. Когато водоснабдяването е спряно, налягането започва да пада и ако спадът е значителен, тогава устройството не го правиуспява да установи мястото на теча, и то при постоянно подаване на вода
показва предимно мястото на водоснабдяване. От това се стигна до заключението, че е по-добре да се търсят течове при работещи в нормален режим термични мрежи.
4. Практически е невъзможно да се използва устройството, когато диаметърът на тръбопровода е по-малък от 25 mm или ако диаметърът на фистулата е по-малък от 1 mm и налягането е по-малко от 2 kg.
5. Отслабване на сигнала при безканално полагане и изкривяването му при пресичане с подземни кабели, както и в случаи на кражба на електроенергия от жителите (заземяване към нагреватели).
6. Необходимостта от защита на кабелите при пресичане на пътища.
Но въпреки тези недостатъци, устройството има неоспорими предимства:
■ лекота на използване, мобилност и намаляване на времето при търсене и отстраняване на аварии (времето за търсене е до 1 час, включително преместване и поставяне на устройството);
■ висока ефективност и точност при търсене на течове (90% с точност от 0,1-2 m), което позволява избягване на разходите за възстановяване на нарушени пътни настилки, труд и сила на хора и оборудване, а също така спестява пари, които преди това са били изразходвани за попълване на загубите на охлаждаща течност;
■ възможност за използване на отделни части на устройството, т.е. според схемата сензор-усилвател на сигнала - слушалки с диаметър на тръбопровода 25 mm или по-малко. Например частен едноетажен жилищен фонд, където не е възможно да се осигури пълното прилягане на сензора, но можете просто да слушате шума на захранващите линии към къщите. Така се намериха няколко фистули по каруците.
Ефективното използване на устройството направи възможно възстановяването му за една година. Освен това сега използваме корелационния детектор за течове не само в съоръженията на Светловската отоплителна мрежа, но и в съоръженията на други организации.