CN104948874B - 新型预制保温管及用于其的渗漏检测报警系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种新型预制保温管及用于其的渗漏检测报警系统，所述渗漏检测报警系统设置于邻近保温管的保温层中，所述渗漏检测报警系统包括：多条传感器线管路、多条反馈线管路和控制中心，其中，多条传感器线管路分布于所述钢管的多个位置处，每条所述反馈线管路对应的内套于一条所述传感器线管路中，所述传感器线管路与所述反馈线管路一一对应相连，每条所述反馈线管路均与所述控制中心进行通信。本发明可以实现对钢管各处供热数据的采集并反馈给控制中心，提供给管理员查看，并分析定位出发生渗漏的钢管位置，防患于未然，提高安全可靠性。

Description

新型预制保温管及用于其的渗漏检测报警系统

技术领域

本发明涉及热力管道技术领域，特别涉及一种新型预制保温管及用于其的渗漏检测报警系统。

背景技术

预制保温管是采用聚氨酯泡沫塑料作保温材料，以高密度聚乙烯作为保温管的外壳。由于这种保温管具有较好的防水性，因而可用于地下水位高、土壤潮湿的地区。现有的两种新型的预制保温管：一种是保温结构为聚乙烯形式的预制保温管，一种是管中管形式的预制保温管。目前这两种形式的预制保温管已大量生产，并广泛应用于城市供热管网及工矿企业。近年来采用复合保温管结构的直埋热力管道也得到越来越广泛的应用。随着我国“热电联产”的迅速发展，热力管道敷设方式有了重大变革，目前对150℃以下的热水管道，几乎全部实现直埋敷设，经过多年的研究开发和实际应用，技术已比较成熟和配套，并已有相应的技术规程做指导。

但是国内生产的这种预制直埋保温管也有它的不足之处：

第一、管道敷设完回填土以后一旦水泄露就很难找到泄露点，且维修程度相当困难；

第二、使用寿命短，一般为30年。

在直埋式聚氨脂保温管投入使用后，由于其结构特点及昂贵的造价，任何微小的损坏(如钢管内部及HDPE外套管外部)，都会导致昂贵的维修费用，从而降低收益及管道寿命。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种新型预制保温管及用于其的渗漏检测报警系统，可以实现对保温管各处供热数据的采集并反馈给控制中心，提供给管理员查看，并分析定位出发生渗漏的保温管位置，防患于未然。

为了实现上述目的，本发明一方面的实施例提供一种用于预制保温管的渗漏检测报警系统，所述渗漏检测报警系统设置于邻近保温管的保温层中，所述渗漏检测报警系统包括：多条传感器线管路、多条反馈线管路和控制中心，其中，多条传感器线管路分布于所述保温管的多个位置处，每条所述反馈线管路对应的内套于一条所述传感器线管路中，所述传感器线管路与所述反馈线管路一一对应相连，每条所述反馈线管路均与所述控制中心进行通信，每条所述传感器线管路用于检测所述保温管当前位置处的多个供热数据；每条所述反馈线管路用于接收来自对应的所述传感器线管路的所述多个供热数据，并将所述供热数据反馈至所述控制中心；所述控制中心用于接收所述供热数据，根据所述供热数据对所述保温管的多个位置处的渗漏状态进行监测，并根据所述供热数据是否达到预设条件以判断所述保温管的各个位置是否发生渗漏，并定位出发生渗漏的位置和对应的渗漏程度，其中，所述保温管的渗漏程度的物理量等效为电阻值进行表示，

所述控制中心将所述渗漏程度由高到低划分为多个等级，每个等级的渗漏程度对应不同的电阻值区间，用以提醒管理员当前渗漏程度的级别，

所述渗漏检测报警系统还用于根据所述定位出发生渗漏的位置和对应的渗漏程度分析出所述保温管的管路损坏原因，并将所述管路损坏原因显示给管理员，以由所述管理员根据所述管路损坏原因安排相应维修。

进一步，所述供热数据包括：所述当前位置处的热量、压力和温度。

进一步，所述传感器线管路采用耐高温传感器。

进一步，所述传感器线管路为镍铬NiCr传感器。

本发明还提出一种具有渗漏检测报警系统的预制保温管，包括:钢管、套接于所述钢管的内周壁的内护套、套接于所述钢管的外周壁的保护壳、位于所述钢管上的保温层和上述实施例所述的用于预制保温管的渗漏检测报警系统，其中，所述用于预制保温管的渗漏检测报警系统设置于邻近钢管的保温层中。

进一步，所述保温层采用聚氨酯泡沫塑料制成，所述保护壳采用高密度聚乙烯或双面埋弧螺旋焊接钢管外涂玻璃钢制成，所述内护套采用玻璃钢制成。

进一步，所述钢管为有缝钢管、无缝钢管或双面埋弧螺旋焊接钢管。

根据本发明实施例的新型预制保温管及用于其的渗漏检测报警系统，通过在保温管的多个位置处设置传感器线管路和反馈线管路，实现对钢管各处供热数据的采集并反馈给控制中心，提供给管理员查看，并分析定位出发生渗漏的钢管位置和渗漏程度，并将渗漏程度的物理量等效为电阻值，并根据渗漏位置和渗漏程度(对应的电阻值)综合来确定渗漏原因，可以防患于未然，提高安全可靠性，最大限度的减少保温管的养护费用，尽早的报告并定位出现的管路损坏，从而永久性地防止由于管路损坏所引起的潮湿扩散，并确保保温管长期安全运行直至达到设计规定的寿命，有效的解决了城镇集中供热中130℃－600℃高温输热用预制直埋保温管的保温、滑动润滑和裸露管端的防水问题。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的用于预制保温管的渗漏检测报警系统的结构图；

图2为根据本发明实施例的用于预制保温管的渗漏检测报警系统的示意图；

图3为根据本发明实施例的传感器线管路的示意图；

图4为根据本发明实施例的渗漏等级划分示意图；

图5为根据本发明实施例的管路损坏状态示意图；

图6为根据本发明实施例的用于预制保温管的渗漏检测报警系统应用于办公楼内的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明提出一种新型预制保温管及用于其的渗漏检测报警系统。需要说明的是，该保温管可以为预制直埋保温管，也可以为预制非直埋保管管，本发明提出的渗漏检测报警系统均适用于上述两种保温管的渗漏检测报警使用。

下面首先对预制直埋管进行说明介绍。

高温预制直埋保温管广泛用于液体、气体的输送管网，化工管道保温工程石油、化工、集中供热热网、中央空调通风管道、市政工程等。高温预制直埋保温管是一种保温性能好，加安全可靠，工程造价低的直埋预制保温管。有效的解决了城镇集中供热中130℃－600℃高温输热用预制直埋保温管的保温、滑动润滑和裸露管端的防水问题。高温预制直埋保温管不仅具有传统地沟和架空敷设管道难以比拟的先进技术、实用性能，而且还具有显著的社会效益和经济效益，也是供热节能的有力措施。

如图1和图2所示，本发明实施例的用于预制保温管的渗漏检测报警系统，设置于邻近保温管的保温层中。具体地，渗漏检测报警系统包括：多条传感器线管路1、多条反馈线管路2和控制中心3。其中，多条传感器线管路1分布于保温管的多个位置处，每条反馈线管路2对应的内套于一条传感器线管路1中。传感器线管路1与反馈线管路2一一对应相连，每条反馈线管路2均与控制中心3进行通信。

每条传感器线管路1用于检测保温管当前位置处的多个供热数据。其中，传感器线管路1采用耐高温传感器。优选的，传感器线管路为镍铬NiCr传感器。

在本发明的一个实施例中，供热数据包括：当前位置处的热量、压力和温度。

图3为根据本发明实施例的传感器线管路的示意图。

具体而言，传感器线管路1的数据传输(SDT)通过特殊设计制造的镍铬NiCr传感器线或电缆，所有供热的有关数据，如热量、压力或温度都能从供热网络、检查井(入孔)及供热站传输到传感器线管路1。

每条反馈线管路2用于接收来自对应的传感器线管路1的多个供热数据，并将供热数据反馈至控制中心3。

控制中心3用于接收供热数据，根据供热数据对保温管的多个位置处的渗漏状态进行监测，并根据所述供热数据是否达到预设条件以判断保温管的各个位置是否发生渗漏。具体地，将供热数据与预设条件进行比较，判断是否超标，如果超标则判断该组供热数据对应的位置发生渗漏，定位出发生渗漏的位置。此外，控制中心3进一步根据供热数据超标的程度来判断对应的渗漏程度。

具体地，传感器线管路1采集的供热数据进一步提供至对应的反馈线管路2，由反馈线管路2发送至控制中心3，控制中心3对其进行处理。由于传感器线管路1的良好绝缘并配备相应的仪表，操作者能及时掌握供热的所有信息。

在本发明的一个实施例中，保温管的渗漏程度的物理量等效为电阻值进行表示。具体地，控制中心3将渗漏程度由高到低划分为多个等级，每个等级的渗漏程度对应不同的电阻值区间，用以提醒管理员当前渗漏程度的级别。

本发明将保温管的泄漏程度的物理量等效为从5OMΩ到1OOΩ的电阻值，并通过电阻为5.7Ω/米的专门设计并耐热的传感器线管路1、反馈线管路2及相应的控制中心3组成高效、灵敏的泄漏检测系统，从而使管理员在办公室内对长达200公里不同管径尺寸的保温管进行完全自动的中央监测及定位。

图4为根据本发明实施例的渗漏等级划分示意图。根据管路的泄漏程度，该系统按电阻分成十五种状态。在本发明中，采用型号为S－MH2测量仪测定上述阻值，该仪器在测量阻值的同时还测量其它诸多变量，例如潮湿等因素，这是普通数字万能表做不到的。

图5为根据本发明实施例的管路损坏状态示意图。本发明的渗漏检测报警系统还用于根据渗漏程度分析出保温管的管路损坏原因，并将管路损坏原因显示给管理员，以由管理员根据管路损坏原因安排相应维修。管路损坏原因包括：保温管焊缝的砂眼、渗漏及外套HDPE管的损坏等。

具体来说，控制中心3根据定位出的渗漏位置和渗漏程度(对应的电阻值)综合来确定渗漏的原因，即根据渗漏位置确定保温管的哪处发生渗漏，进一步根据对应的电阻阻值确定是属于那种原因引起的渗漏。例如，根据反馈线管路2反馈会的供热数据判断发生了渗漏，而该反馈线管路2位于保温管的A处，则可以判断保温管的A处发生渗漏，而进一步根据供热数据对应的渗漏深度的电阻值的等级，判断出A处发生渗漏的原因。

本发明的用于预制保温管的渗漏检测报警系统还包括：打印机，该打印机与控制中心3相连。通过该打印机可以随时打印出由于管路内外的质量缺陷及外部施工造成损坏的位置和时间，为分析事故原因提供准确的依据。

图6为根据本发明实施例的用于预制保温管的渗漏检测报警系统应用于办公楼内的示意图。如图6所示，以机场候机室为例，在候机室的多个餐厅和服务区对应的地下供热管路上，可以设置本发明的预制保温管的渗漏检测报警系统的传感器线管路和反馈线管路，这些管路采集和反馈的数据传送到控制中心3，由控制中心3进行数据分析判断出是否发生管路渗漏以及定位出发生渗漏的位置，从而即使通知管理员安排维修，保证整个候机室的供热安全。

本发明实施例的用于预制保温管的渗漏检测报警系统，具有以下主要特性：

(1)通过尽早检查管路安装而达到质量保证。

(2)真实地预警信息便于安排维修计划。

(3)用户可根据实际情况决定供热管道可继续使用的临界值。

(4)与所有通常的管路系统兼容。

(5)避免错误信息，迟到信息及无事先预警的大面积(长距离)管道损坏。

(6)由于保养得当而使管路高效供热。

(7)开挖维修管路定位精确性高。

(8)提供详细的技术资料和工作文件，获得ISO9001质量认证。

通过本发明的用于预制保温管的渗漏检测报警系统，可以引起管理员对管道损坏的高度重视。即使在施工期间，在保养期满之前也可以发现管道中的薄弱点而及时补救。因为微小泄漏修复的费用要比大面积泄漏修复费用低的多，而且可以及时的判定肇事者及肇事时间。这样可以节省维修费用并降低管道继续损坏的可能性，提供了最佳中央监测和定位信息，虽然管道埋在地下，但通过该渗漏检测报警系统可以自动地掌握管道的任何微小的损坏。

本发明还提出一种具有渗漏检测报警系统的预制保温管，包括：钢管、套接于钢管的内周壁的内护套、套接于钢管的外周壁的保护壳、位于钢管上的保温层和上述实施例提供的用于预制保温管的渗漏检测报警系统。其中，用于预制保温管的渗漏检测报警系统设置于邻近钢管的保温层中。

在本发明的一个实施例中，钢管根据输送介质的技术要求分别采用有缝钢管、无缝钢管、双面埋弧螺旋焊接钢管。

在本发明的又一个实施例中，保温层采用聚氨酯泡沫塑料制成，保护壳采用高密度聚乙烯或双面埋弧螺旋焊接钢管外涂玻璃钢制成，内护套采用玻璃钢制成。

采用聚氨酯发泡保温钢管可以降低工程造价。一般情况下，双管制供热管道可降低工程造价的25％(采用玻璃钢做保护层)和10％(采用高密度聚乙烯做保护层)左右，热损耗低，节约能源。其导热系数为：λ＝0.013—0.03kcal/m·h·oC，比其他过去常用的管道保温材料低得多，保温效果提高4～9倍。再有其吸水率很低，约为0.2kg/m2。吸水率低的原因是由于聚氨酯泡沫的闭孔率高达92％左右。低导热系数和低吸水率，加上保温层和外面防水性能好的高密度聚乙烯或玻璃钢保护壳，改变了传统地沟敷设供热管道“穿湿棉袄”的状况，大大减少了供热管道的整体热损耗。

聚氨酯发泡保温钢管占地少，施工快，有利环境保护。直埋供热管道不需要砌筑庞大的地沟，只需将保温管埋人地下，因此大大减少了工程占地，减少土方开挖量约50％以上，减少土建砌筑和混凝土量90％。同时，保温管加工和现场挖沟平行进行，只需现场接头，可以缩短工期约50％以上。管径范围是Φ90～Φ1240,这种保温管的特性使绝热材料紧密地结合为一体，工作管内部流体的温度，防止与外界发生热传递，导致流体温度的流失。这样的成品管埋在地下，也延长了管道的使用年限，节约了成本。

在制造高温预制直埋保温管时，在靠近钢管的保温层中设置渗漏检测报警系统，一旦管道某处发生渗漏，通过渗漏检测报警系统中的传感器线管路和反馈线管路的传导，便可在专用检测仪表上报警并在控制中心3显示出漏水的准确位置和渗漏程度的大小，以便通知检修人员迅速处理漏水的管段，保证热网安全运行。

本发明的具有渗漏检测报警系统的预制保温管还包括：内壁除绣和防腐生产线。

具体地，本发明采用IPN8710高分子无毒涂料钢管内防腐涂敷生产线，主要设备包括：喷涂设备系列、数显测温仪、B&L传送线和钢管内外壁抛丸清理机(工艺)；涂层厚度检测设备；作业线中的核心设备除锈机、FBE喷涂系统、中频加热、传送线等由电脑控制运行，具有自动化程度高、运行稳定、质量可靠、加工能力强等特点。内壁除锈可以采用除锈机。

聚氨酯发泡保温钢管绝缘性能好，使用寿命长。由于聚氨酯硬质泡沫保温层紧密地粘结在钢管外皮，隔绝了空气和水的渗入，能起到良好的防腐作用。同时它的发泡孔都是闭合的，吸水性很小。高密度聚乙烯外壳、玻璃钢外壳均具有良好的防腐、绝缘和机械性能。因此，工作钢管外皮很难受到外界空气和水的侵蚀。只要管道内部水质处理好，使用寿命可达50年以上，比传统的地沟敷设、架空敷设使用寿命高3～4倍。

表1示出了本发明实施例的具有渗漏检测报警系统的预制保温管的性能指标。

聚氨酯	单位	指标	玻璃钢	单位	指标
						容量	kg/m2	40-60	抗压强度	MPa	120-220
导热系数	W/mk	<0.025	抗压强度	MPa	210-355
						耐热性	℃	≤120	表层硬度	MPa	<320
耐寒性	℃	≥-50	击穿电压	KV	>25
						粘结强度	KPa	≥200	表层含胶量		>45％
抗压强度	KPa	≥200	氨凝	KPa	400-900
						吸水率	kg/m2	≤0.2	使用年限		30-50年

表1

根据本发明实施例的新型预制保温管及用于其的渗漏检测报警系统，通过在保温管的多个位置处设置传感器线管路和反馈线管路，实现对钢管各处供热数据的采集并反馈给控制中心，提供给管理员查看，并分析定位出发生渗漏的钢管位置和渗漏程度，并将渗漏程度的物理量等效为电阻值，并根据渗漏位置和渗漏程度(对应的电阻值)综合来确定渗漏原因，可以防患于未然，最大限度的减少保温管的养护费用，尽早的报告并定位出现的管路损坏，从而永久性地防止由于管路损坏所引起的潮湿扩散，并确保保温管长期安全运行直至达到设计规定的寿命，有效的解决了城镇集中供热中130℃－600℃高温输热用预制直埋保温管的保温、滑动润滑和裸露管端的防水问题。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。

Claims (7)

1.一种用于预制保温管的渗漏检测报警系统，其特征在于，所述渗漏检测报警系统设置于邻近保温管的保温层中，所述渗漏检测报警系统包括：多条传感器线管路、多条反馈线管路和控制中心，其中，多条传感器线管路分布于所述保温管的多个位置处，每条所述反馈线管路对应的内套于一条所述传感器线管路中，所述传感器线管路与所述反馈线管路一一对应相连，每条所述反馈线管路均与所述控制中心进行通信，

每条所述传感器线管路用于检测所述保温管当前位置处的多个供热数据；

每条所述反馈线管路用于接收来自对应的所述传感器线管路的所述多个供热数据，并将所述供热数据反馈至所述控制中心；

所述控制中心用于接收所述供热数据，根据所述供热数据对所述保温管的多个位置处的渗漏状态进行监测，并根据所述供热数据是否达到预设条件以判断所述保温管的各个位置是否发生渗漏，并定位出发生渗漏的位置和对应的渗漏程度，其中，所述保温管的渗漏程度的物理量等效为电阻值进行表示，

所述控制中心将所述渗漏程度由高到低划分为多个等级，每个等级的渗漏程度对应不同的电阻值区间，用以提醒管理员当前渗漏程度的级别，

所述渗漏检测报警系统还用于根据所述定位出发生渗漏的位置和对应的渗漏程度分析出所述保温管的管路损坏原因，并将所述损坏原因显示给管理员，以由所述管理员根据所述管路损坏原因安排相应维修。

2.如权利要求1所述的用于预制保温管的渗漏检测报警系统，其特征在于，所述供热数据包括：所述当前位置处的热量、压力和温度。

3.如权利要求1所述的用于预制保温管的渗漏检测报警系统，其特征在于，所述传感器线管路采用耐高温传感器。

4.如权利要求1或3所述的用于预制保温管的渗漏检测报警系统，其特征在于，所述传感器线管路为镍铬NiCr传感器。

5.一种具有渗漏检测报警系统的预制保温管，其特征在于，包括:钢管、套接于所述钢管的内周壁的内护套、套接于所述钢管的外周壁的保护壳、位于所述钢管上的保温层和权利要求1-4任一项所述的用于预制保温管的渗漏检测报警系统，其中，所述用于预制保温管的渗漏检测报警系统设置于邻近钢管的保温层中。

6.如权利要求5所述的具有渗漏检测报警系统的预制保温管，其特征在于，所述保温层采用聚氨酯泡沫塑料制成，所述保护壳采用高密度聚乙烯或双面埋弧螺旋焊接钢管外涂玻璃钢制成，所述内护套采用玻璃钢制成。

7.如权利要求5或6所述的具有渗漏检测报警系统的预制保温管，其特征在于，所述钢管为有缝钢管、无缝钢管或双面埋弧螺旋焊接钢管。