CN110362893B - 一种基于物联网的供热管道保温特性及疏水监测诊断系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的供热管道保温特性及疏水监测诊断系统，属于工业物联网与集中供热系统的交叉领域，主要用于集中供热系统的在线监测、状态检修和预测性维护，可实现对供热管道保温特性及疏水量的监测分析；根据设备状态和分析诊断结果，判断保温层的老化程度，推算出疏水水量，主动安排检修项目和排凝工作；并结合设备状态评价、可靠性评价，判定设备所处的状态，预测设备状态未来的发展趋势，辅助人员做出科学合理的检修维护计划。本发明能为供热系统的智能化、智慧化、安全化运行提供更加真实的评估以及实践的可行性，给现场施工人员更精确的维修建议，实现一套完整的供热系统在线监测、状态检修和预测性维护策略。

Description

一种基于物联网的供热管道保温特性及疏水监测诊断系统

技术领域

本发明属于工业物联网与集中供热系统的交叉领域，涉及一种基于物联网的供热管道保温特性及疏水监测诊断系统，具体涉及基于供热管道外壁温度的实时感知，结合上位机数据集成与分析系统实现对供热管道保温特性及疏水量的状态监测、故障诊断、状态检修和预测性维护。

背景技术

在集中供热生产中，利用管道输送热流介质，由于温差散热，需要对管道敷设保温层隔绝漏热，以达到降低管损、节约能源、保障生产安全等目的。此外过热或者饱和蒸汽由于散热过程，形成的液态水，而由于流体的惯性管道内液体压力显著、反复、迅速发生变化，产生水流冲击波，进而产生水击事故，严重影响生产安全。

因此在蒸汽输送过程中，保温结构的绝热性能优劣直接决定了蒸汽在输送过程中的散热损失多少，同时也决定了产生疏水量的多少。由于管道及保温层建设工程实施人员流动性高、施工水平差异，管道故障难以避免；管道的保温材料随着管网运行时间和外界环境的影响，其保温效果会不断降低，进而影响管网运行经济性、安全可靠性。为此，需要根据生产需求及节能降耗的要求，结合企业生产中供热管道绝热的测量结果，按照散热损失标准，重新对保温结构及保温材料进行优化改造，可有效的降低散热损失，取得良好的效益。但在实际的管网运行维护中，又因为难以确定某点保温性能优劣，只能将整段或某块区域的保温层进行更换，因此耗费的人力、物力成本也是非常可观的。

保温材料导热系数是衡量管道保温性能的重要参数，也是唯一参数,同时也是保温管道设计和管理中必不可少的基础数据。导热系数随材料配比、制造工艺、容重等因素而变。所以,测定实际应用中材料的导热系数非常重要。目前，在测定保温层导热系数的方法是取样快速导热系数测定仪测定,该方法会破坏保温材料测试表面的微观结构,因测试探头与试件之间存在接触热阻,测试结果误差较大,取样测试结果不能全面反映保温管道的整体保温效果。管道保温性能的不确定性给就如何精细化、科学化管理和运行集中供热系统带来巨大的挑战。

但好在随着计算机技术和互联网的发展突飞猛进，无线通讯的成本越来越低，物联网和大数据分析技术也迅速应用在各个行业。这为使得采用无线通讯技术对供热管道保温层特性开展在线监测成为可能，通过智能管道外壁温检测设备，实现供热管道外壁温的快速测量、实时上传，进一步地实现管网保温层特性的数据分析与模型验证；基于上述模型得到管道散热量从而可以获得管道疏水量，从而可以指导管网排凝工作，实现管道的保温状态监测、管网预测维修评估。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于物联网的供热管道保温特性及疏水监测诊断系统，以解决供热管网管道保温层保温效果难以计算的技术难点以及实现供热管道保温层保温效果统计分析、异常故障诊断、状态检修、寿命统计，解决管道疏水量由于无法预估而导致的水击问题和管网预测性维护的技术问题，实现供热管网高效、经济、智慧运行。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于物联网的供热管道保温特性及疏水监测诊断系统，包括：

若干温度传感器，安装在供热管道表面用于监测管道运行时在各测点位置上的外壁温；

室外温度与风速测量仪，安装在距离供热管道1-2m处，用于测量环境温度T_a与风速W；

处理器模块，用于将温度传感器及室外温度与风速测量仪的监测信号进行收集并进行信号放大与转换，之后发送给单片机下位机；

单片机下位机，用于将得到的数据进行数值转换并通过无线收发通信设备发送到上位机数据集成与分析系统；

上位机数据集成与分析系统，内含有供热管道保温层散热机理模型，用于计算理论管道散热量，并通过实测管道外壁温对上述散热机理模型进行修正；该系统中还含有历史数据库，可对修正后的模型进行验证(可通过机器学习算法对历史数据进行建模和训练，辨识出管道散热量)，得到散热量即可判断出管道的冷凝水量(即疏水量)，还可进一步得到预测外壁温，所述的上位机数据集成与分析系统还可对工作状态下未来的管道散热量进行预测分析评估，并对测量接收到的实际实时外壁温数据分析诊断，出现异常实时发出告警提示，同时不断将实时数据滚动更新到历史数据库中。

上述技术方案中，进一步的，所述的供热管道保温层散热机理模型如下：

现有的传统计算模型如图1所示，管内蒸汽与周围环境的散热过程通常包括：

(1)蒸汽与金属管壁的对流传热

(2)管壁、内层保温层以及外层保温层的导热

(3)管道外层与外界环境之间的对流传热与辐射传热。

管段的单位长度理论换热量Φ为：

Φ＝K·πD_o(T_m-T_a)

其中管道外径D_o和传热系数K的公式如下：

D_o＝D_m+2δ_p+2δ_isu1+2δ_isu2

Re_m＝w_mD_m/ν_m

式中：

T_m,T_a，T_w4——蒸汽温度，环境温度，外保温层外壁温度，单位为摄氏度(℃)；

D_m，δ_p，δ_isu1，δ_isu2——管道内径，管壁厚度，内层保温层厚度和外层保温层厚度，单位米(m)；

λ_m,λ_p,λ_isu1,λ_isu2,λ_a——蒸汽，金属管壁，内层保温层、外层保温层、外界环境的导热系数，单位瓦每米开尔文(W/m·K)；

h_m，h_α，h_r———蒸汽与金属管壁的对流传热表面传热系数、外保温层与外界环境的对流传热表面传热系数、外保温层与外界环境的辐射传热系数；单位瓦每平方米开尔文(W/m²·K)。

Re_m，Re_a——管道蒸汽流动雷诺数，管道外界空气流动雷诺数；

Pr_m，Pr_a——管道蒸汽流动普朗特数，管道外界空气流动普朗特数；

w_m,w_a——管道蒸汽流速，管道外界空气流速；

ν_m,ν_a——管道蒸汽运动粘度，管道外界空气运动粘度；

ε——壁面的表面热发射率；

σ——辐射参数，可取5.7×10^-8(W/m²·K⁴)；

进一步的，所述的通过实测管道外壁温对散热机理模型进行修正，具体如下：

首先根据被测物体的表面温度、环境温度、风速及表面换热系数，按下式计算散热热流密度q_s：

q_s＝α(T_w4-T_a)

式中：q_s——热流密度，W/m²；α——表面换热系数，W/m²·K；W——风速，m/s。

定义T_s1，T_s2，T_s3，T_s4分别为理论金属管道内壁温、理论金属管道外壁温、理论内层保温层外侧温度、理论管壁外侧温度。

在已知管道参数、环境参数和进出口蒸汽参数，即管道长度L，进口蒸汽温度T_i、进口蒸汽压力P_i、进口焓值H_i＝f(P_i,T_i)，进口流量Q_m1、环境温度T_a、环境风速W、出口蒸汽温度T_o、出口蒸汽压力P_o、进口流量Q_m2，出口焓值H_o＝f(P_o,T_o)，管道外壁温实际测量值T_m的前提下。假设保温层辨识修正系数为b＝1，产生凝水量Q_m3＝0，凝水压力P_c为(P_i+P_o)/2，凝水温度T_con为对于压力的饱和水温度，焓值H_c＝f(P_c,T_con)，金属管材导热系数λ_p＝f(T_s1,T_s2)、内保温层导热系数λ_isu1＝f(T_s2,T_s3)、外保温层导热系数λ_isu2＝f(T_s3,T_s4)、蒸汽与金属管壁换热热阻为R₁、金属管壁导热热阻为R₂＝f(λ_p)、内层保温层导热热阻为R₃＝f(λ_isu1,b)、外层保温层导热热阻为R₄＝f(λ_isu2,b)、外层保温层外侧对空气的辐射和对流热阻为R₅＝f(T_a,W)，进行迭代计算：

其中需计算的参数为：计算管道内壁温T_c1、计算管道外壁温T_c2、计算内层保温层外侧温度T_c3、计算外壁温T_c4、计算总传热系数K′、计算散热密度q_c、计算散热量Φ′,校核计算外壁温T_c4′，计算出口蒸汽焓值H_o′、计算出口温度T_o′，以及其中的Pr、Nu、Re根据相应的蒸汽物性参数同步进行迭代计算；

误差检核计算：

首先假设产生凝水量Q_m3＝0，然后假定保温层辨识修正系数为b＝1，之后根据公式q_s＝α(T_w4-T_a)计算假定散热热流密度q_s，进而根据上述公式可以得到计算管道内壁温T_c1、计算管道外壁温T_c2、计算内层保温层外侧温度T_c3、计算管壁外侧温度T_c4、计算总传热系数K′、计算散热密度q_c、计算散热量Φ′,校核计算外壁温T_c4′，之后分别进行误差校核e₁，e₂，e，若e(＝e₁+e₂)＞0.01，则令b＝b-0.01，T_s1＝T_c1，T_s2＝T_c2，T_s3＝T_c3，T_s4＝T_c4，K＝K′，q_s＝q_c，继续循环该部分；反之，进入下一步的计算得到计算出口蒸汽焓值H_o′、计算出口温度T_o′，之后分别进行误差校核e₃，e₄，e₅，ee，若ee(＝e₃+e₄+e₅)＞0.01，则令Q_m3＝Q_m3+0.05，重新回到第一步的循环计算中，再次假定保温层辨识修正系数为b＝1，计算q_s，校核误差e，迭代得到修正系数b；然后进入下一步计算，校核H_o′、T_o′，得到凝水量Q_m3；不断迭代，最后，经过迭代计算可得到保温层辨识修正系数b，以及获得修正后的管道散热模型：Φ′＝K′πD₀(T_m-T_a)；

进一步的，利用历史数据库对修正后的模型进行验证，具体是：利用数据库中存储的历史和实时更新的数据，包括供热管道保温特性系数、凝水量、环境温度和风速等参数构成模型验证集V，再将模型验证集V分割为训练集V1，测试集V2，其中将环境温度、凝水量和风速作为特征输入，将管道保温特性系数作为辨识目标，同时物联网系统实时测量得到的数据对数据库和模型验证集V进行滚动更新，构建多层神经网络在线训练模型并实时将训练集代入训练模型，最后通过测试集进行测试；将待验证数据集代入到训练好的模型中辨识出管道散热量，对修正后的模型进行验证，以达到双向校核作用。

进一步的，根据修正后的管道散热模型结合环境温度、风速可计算出每个测试截面的最终计算外壁温T_l：

Φ′＝K′·πD₀(T_m-T_a)

q′＝K′(T_m-T_a)

T_l＝t_a+q′R₅

其中，R₅＝f(T_a,W)为外层保温层外侧对空气的辐射和对流热阻，可以根据相应环境温度、环境风速等条件得到；Φ′,q′,K′分别为辨识修正后的管段的单位长度换热量、单位长度换热密度、换热系数。

将最终计算外壁温T_l与实际测量外壁温值T_m进行对比，若|T_l-T_m|≤1℃，则认为保温层性能良好，不需要更换；反之，则认为保温层损坏严重，立即上报并提醒运行人员及时更换保温层。

将修正后管道散热量转换为管道疏水量，可以用于指导管网的排凝放散，避免水击事故，保障管网的可靠安全运行，对设备进行状态检修与预测性维护。

本发明的有益效果是，本发明的一种基于物联网的供热管道保温特性及疏水监测诊断系统，可显著提升供热管网的运维能力，一方面，通过外壁温在线监测可以实时反馈热网各处的保温状况，可以减少不必要的检修工作，节约工时和费用，使检修工作更加科学化；另一方面，进一步利用管道外壁温监测数据，通过保温层保温效果计算与评测，可及时发现管道保温结构缺陷点，做到防患于未然，即预测性维护；并提醒运行人员及时更换保温层和排凝，减少管网的能量损失，提升供热企业的经济性与安全性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是双层保温层的蒸汽管道截面示意图；

图2是图1所示管道各部位温度示意；

图3是管道散热机理模型的示意图；

图4是本发明方法中一种温度传感测点布置示意图，该图以管道表面安装4个测点为例；

图5是本发明系统的保温性能监测与诊断计算的流程示意图；

图6是本发明中保温层辨识的迭代计算流程图；

图7是本发明系统中整体数据传输过程概念图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明，因此其仅显示与本发明相关的构成，具体实例及附图仅用于解释说明本发明的技术方案，并非对本发明方案的限定。

一种基于物联网的供热管道保温特性及疏水监测诊断系统，若干温度传感器安装在供热管道表面用于监测管道运行时在各测点位置上的外壁温；采用的温度传感器是以铂作感温材料的感温元件，并由内引线和保护管组成的一种温度传感器，还带有与外部测量、控制装置及机械装置连接的部件，该传感器支持多种方式供电，以实现自主运行。室外温度与风速测量仪，安装在供热管道1-2m处，用于测量环境温度T_a与风速W，因为外界环境温度和风速也会管道散热和外壁温，所以加入温度修正和风速修正能使测出的测量值更加精确。处理器模块，将监测信号(包括四个管道外壁温测点温度信号即实际测量值T_m1、T_m2、T_m3、T_m4以及环境温度T_a与风速W)收集并进行信号发大与转换，放大与转换后发送给单片机下位机。单片机下位机，将得到的温度和风速数据进行述职转换并通过无线收发通信发送到上位分析系统。

上位机数据集成与分析系统，内含有供热管道保温层散热机理模型，用于计算理论管道散热量，并通过实测管道外壁温对上述散热机理模型进行修正；该系统中还含有历史数据库，可对修正后的模型进行验证(可通过机器学习算法对历史数据进行建模和训练，辨识出管道散热量)，得到散热量即可判断出管道的冷凝水量(即疏水量)，还可进一步得到预测外壁温，所述的上位机数据集成与分析系统还可对工作状态下未来的管道散热量进行预测分析评估，并对测量接收到的实际实时外壁温数据分析诊断，出现异常实时发出告警提示，同时不断将实时数据滚动更新到历史数据库中。

1.管道散热机理建模

散热量可以利用传热的相关公式进行计算，物性由蒸汽和管道及保温材料的平均温度、压力求得。管段的单位长度理论换热量Φ的计算为：

Φ＝K·πD_o(T_m-T_a)

其中外径D_o和传热系数K的公式如下：

D_o＝D_m+2δ_p+2δ_isu1+2δ_isu2

Re_m＝w_mD_m/ν_m

式中：

T_m,T_a，T_w4——蒸汽温度，环境温度，外保温层外壁温度，单位为摄氏度(℃)；

D_m，δ_p，δ_isu1，δ_isu2——管道内径，管壁厚度，内层保温层厚度和外层保温层厚度，单位米(m)；

λ_m,λ_p,λ_isu1,λ_isu2,λ_a——蒸汽、金属管壁、内层保温层、外层保温层、外界环境的导热系数，单位瓦每米开尔文(W/m·K)；

h_m，h_α，h_r——蒸汽与金属管壁的对流传热表面传热系数、外保温层与外界环境的对流传热表面传热系数、外保温层与外界环境的辐射传热系数；单位瓦每平方米开尔文(W/m²·K)。

Re_m，Re_a——管道蒸汽流动雷诺数，管道外界空气流动雷诺数；

Pr_m，Pr_a——管道蒸汽流动普朗特数，管道外界空气流动普朗特数；

w_m,w_a——管道蒸汽流速，管道外界空气流速；

ν_m,ν_a——管道蒸汽运动粘度，管道外界空气运动粘度；

ε——壁面的表面热发射率；

σ——辐射参数，可取5.7×10^-8(W/m²·K⁴)；

2.管道散热机理建模修正及保温层辨识

首先假设产生凝水量Q_m3＝0，然后假定保温层辨识修正系数为b＝1，之后根据公式q_s＝α(T_w4-T_a)计算假定散热热流密度q_s，代入到机理计算模型中，求出q_c，T_c4与T_c4′，然后进行第一次误差校核，满足要求则进入下一步的计算，不满足令b＝b-0.01返回初始计算；之后，计算出口蒸汽焓值H_o′和出口温度T_o′，然后校核误差，满足则输出保温层辨识修正系数b，产生凝水量Q_m3，不满足就令Q_m3＝Q_m3+0.05。

其迭代计算流程如图6，最后，经过迭代计算可得到保温层辨识修正系数b，凝水量Q_m3以及获得修正后的管道散热模型。

将修正后的管道散热模型结合当时的环境温度、环境湿度进行仿真模拟，计算出每个测试截面的最终计算外壁温T_l：

将最终计算温度值T_l与实际测量外壁温值T_w4(即

)进行对比，若|T_l-T_m|≤1℃，则认为该保温层性能良好，不需要更换；反之，则认为保温层损坏严重，立即上报并提醒运行人员及时更换保温层，减少管网的能量损失，提升供热企业的经济性与安全性。

此外，根据散热量即可依据《HG/T 20570一95蒸汽疏水阀的设置》计算出管道的冷凝水量，根据疏水量的多少，可合理安排疏水阀的开启与闭合，避免不必要的蒸汽排出以及可预防冷凝水击事故，以防其产生严重危害，增强管网安全运行。

此外还将依据天气预报、管网运行历史数据库以及修正后的机理+数据模型，对管道运行工作状态下未来的散热量进行预测分析评估，得到预测外壁温T，届时与实际测量值进行比对，以供管网供运维人员参考，进行预测性维护，防范于未然。拥有精确预测的能力后，产品生产和服务的整个过程以及相关决策都能变得更为主动、有针对性，并且有数据支撑。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种基于物联网的供热管道保温特性及疏水监测诊断系统，其特征在于，包括：

若干温度传感器，安装在供热管道表面用于监测管道运行时在各测点位置上的外壁温；

室外温度与风速测量仪，安装在距离供热管道1-2m处，用于测量环境温度T_a与风速W；

处理器模块，用于将温度传感器及室外温度与风速测量仪的监测信号进行收集并进行信号放大与转换，之后发送给单片机下位机；

单片机下位机，用于将得到的数据进行数值转换并通过无线收发通信设备发送到上位机数据集成与分析系统；

上位机数据集成与分析系统，内含有供热管道保温层散热机理模型，用于计算理论管道散热量，并通过实测管道外壁温对上述散热机理模型进行修正；该系统中还含有历史数据库，用于对修正后的模型进行验证，利用模型得到散热量即可计算出管道的冷凝水量，进一步得到预测外壁温；所述的上位机数据集成与分析系统还可对工作状态下未来的管道散热量进行预测分析评估，并对测量接收到的实际实时外壁温数据分析诊断，出现异常实时发出告警提示，同时不断将实时数据滚动更新到历史数据库中，同时对设备进行状态检修与预测性维护。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的供热管道保温特性及疏水监测诊断系统，其特征在于：所述的供热管道保温层散热机理模型如下：

在金属管壁外依次有内层保温层和外层保温层，管段的单位长度理论换热量Φ为：

Φ＝K·πD_o(T_m-T_a)

其中管道外径D_o和传热系数K的公式如下：

D_o＝D_m+2δ_p+2δ_isu1+2δ_isu2

Re_m＝w_mD_m/ν_m

式中：

T_m，T_a，T_w4——蒸汽温度，环境温度，外保温层外壁温度，单位为摄氏度℃；

D_m，δ_p，δ_isu1，δ_isu2——管道内径，管壁厚度，内层保温层厚度和外层保温层厚度，单位米m；

λ_m,λ_p,λ_isu1,λ_isu2,λ_a——蒸汽、金属管壁、内层保温层、外层保温层、外界环境的导热系数，单位瓦每米开尔文W/m·K；

h_m，h_α，h_r——蒸汽与金属管壁的对流传热表面传热系数、外保温层与外界环境的对流传热表面传热系数、外保温层与外界环境的辐射传热系数；单位瓦每平方米开尔文W/m²·K；

Re_m，Re_a——管道蒸汽流动雷诺数，管道外界空气流动雷诺数；

Pr_m，Pr_a——管道蒸汽流动普朗特数，管道外界空气流动普朗特数；

w_m,w_a——管道蒸汽流速，管道外界空气流速；

ν_m,ν_a——管道蒸汽运动粘度，管道外界空气运动粘度；

ε——壁面的表面热发射率；

σ——辐射参数。

3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的供热管道保温特性及疏水监测诊断系统，其特征在于：所述的通过实测管道外壁温对散热机理模型进行修正，具体如下：

首先根据被测物体的表面温度、环境温度、风速及表面换热系数，按下式计算散热热流密度q_s：

q_s＝α(T_w4-T_a)

式中：q_s——热流密度，W/m²；α——表面换热系数，W/m²·K；W——风速，m/s；

定义T_s1，T_s2，T_s3，T_s4分别为理论金属管道内壁温、理论金属管道外壁温、理论内层保温层外侧温度、理论管壁外侧温度；

在已知管道参数、环境参数和进出口蒸汽参数，即管道长度L，进口蒸汽温度T_i、进口蒸汽压力P_i、进口焓值H_i＝f(P_i,T_i)，进口流量Q_m1、环境温度T_a、环境风速W、出口蒸汽温度T_o、出口蒸汽压力P_o、进口流量Q_m2，出口焓值H_o＝f(P_o,T_o)，管道外壁温实测值T_m的前提下，假设保温层辨识修正系数为b＝1，产生凝水量Q_m3＝0，凝水压力P_c为(P_i+P_o)/2，凝水温度T_con为对于压力的饱和水温度，焓值H_c＝f(P_c,T_con)，金属管材导热系数λ_p＝f(T_s1,T_s2)、内保温层导热系数λ_isu1＝f(T_s2,T_s3)、外保温层导热系数λ_isu2＝f(T_s3,T_s4)、蒸汽与金属管壁换热热阻为R₁、金属管壁导热热阻为R₂＝f(λ_p)、内层保温层导热热阻为R₃＝f(λ_isu1,b)、外层保温层导热热阻为R₄＝f(λ_isu2,b)、外层保温层外侧对空气的辐射和对流热阻为R₅＝f(T_a,W)，进行迭代计算：

其中需计算的参数为：计算管道内壁温T_c1、计算管道外壁温T_c2、计算内层保温层外侧温度T_c3、计算外壁温T_c4、计算总传热系数K′、计算散热密度q_c、计算散热量Φ′,校核计算外壁温T_c4′，计算出口蒸汽焓值H_o′、计算出口温度T_o′，以及其中的Pr、Nu、Re根据相应的蒸汽物性参数同步进行迭代计算；

误差检核计算：

首先假设产生凝水量Q_m3＝0，然后假定保温层辨识修正系数为b＝1，之后根据公式q_s＝α(T_w4-T_a)计算假定散热热流密度q_s，进而根据上述公式可以得到计算管道内壁温T_c1、计算管道外壁温T_c2、计算内层保温层外侧温度T_c3、计算管壁外侧温度T_c4、计算总传热系数K′、计算散热密度q_c、计算散热量Φ′,校核计算外壁温T_c4′，之后分别进行误差校核e₁，e₂，e，若e＞0.01，则令b＝b-0.01，T_s1＝T_c1，T_s2＝T_c2，T_s3＝T_c3，T_s4＝T_c4，K＝K′，q_s＝q_c，继续循环该部分；反之，进入下一步的计算得到计算出口蒸汽焓值H_o′、计算出口温度T_o′，之后分别进行误差校核e₃，e₄，e₅，ee，若ee＞0.01，则令Q_m3＝Q_m3+0.05，重新回到第一步的循环计算中，再次假定保温层辨识修正系数为b＝1，计算q_s，校核误差e，迭代得到修正系数b；然后进入下一步计算，校核H_o′、T_o′，得到凝水量Q_m3；不断迭代，最后，经过迭代计算可得到保温层辨识修正系数b，以及获得修正后的管道散热模型：Φ′＝K′πD₀(T_m-T_a)；

利用历史数据库对修正后的模型进行验证。

4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的供热管道保温特性及疏水监测诊断系统，其特征在于：所述的根据对修正后的模型进行验证，即：利用数据库中存储的历史和实时更新的数据，包括供热管道保温特性系数、凝水量、环境温度和风速参数构成模型验证集V，再将模型验证集V分割为训练集V1，测试集V2，其中将环境温度、凝水量和风速作为特征输入，将管道保温特性系数作为辨识目标，同时物联网系统实时测量得到的数据对数据库和模型验证集V进行滚动更新，构建多层神经网络在线训练模型并实时将训练集代入训练模型，最后通过测试集进行测试；将待验证数据集代入到训练好的模型中辨识出管道散热量，对修正后的模型进行验证，以达到双向校核作用。

5.根据权利要求3所述的一种基于物联网的供热管道保温特性及疏水监测诊断系统，其特征在于：根据修正后的管道散热模型结合环境温度、风速可计算出每个测试截面的最终计算外壁温T_l：

Φ′＝K′·πD₀(T_m-T_a)

q′＝K′(T_m-T_a)

T_l＝t_a+q′R₅

其中，R₅＝f(T_a,W)为外层保温层外侧对空气的辐射和对流热阻，可以根据相应环境温度、环境风速条件得到；Φ′,q′,K′分别为辨识修正后的管段的单位长度换热量、单位长度换热密度、换热系数。

6.根据权利要求2所述的一种基于物联网的供热管道保温特性及疏水监测诊断系统，其特征在于：将最终计算外壁温T_l与实际测量外壁温值T_m进行对比，若|T_l-T_m|≤1℃，则认为保温层性能良好，不需要更换；反之，则认为保温层损坏严重，立即上报并提醒运行人员及时更换保温层。

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