专利汇可以提供一种蒸汽管网水击风险监测及预警的系统及方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 蒸汽 管网 水 击 风 险监测及预警的系统及方法,该包括作为蒸汽管网支管的疏水管、设置在控制柜内的供电及 信号 传递模 块 、用于检测蒸汽管网的管内压 力 的压力 传感器 、用于检测疏水管内部水温的 温度 传感器、实现判断和预警功能的上位机,疏水管经过疏水器后输出 冷却水 ,所述供电及信号传递模块分别与 压力传感器 和温度传感器的电源端连接,压力传感器和温度传感器的信号端与供电及信号传递模块连接,供电及信号传递模块将压力传感器和温度传感器的信号传递到上位机。该发明的优点在于:本发明通过系统和系统上位机使用的方法对管网水击风险的科学有效预警分析且实时预警,保障蒸汽管网的安全运行。,下面是一种蒸汽管网水击风险监测及预警的系统及方法专利的具体信息内容。
1.一种蒸汽管网水击风险监测及预警系统,其特征在于,包括作为蒸汽管网(1)支管的疏水管(2)、设置在控制柜(81)内的供电及信号传递模块、用于检测蒸汽管网(1)的管内压力的压力传感器(6)、用于检测疏水管(2)内部水温的温度传感器(7)、实现判断和预警功能的上位机,疏水管(2)经过疏水器(3)后输出冷却水,所述供电及信号传递模块分别与压力传感器(6)和温度传感器(7)的电源端连接,压力传感器(6)和温度传感器(7)的信号端与供电及信号传递模块连接,供电及信号传递模块将压力传感器(6)和温度传感器(7)的信号传递到上位机;
系统还包括第一控制阀(4)和第二控制阀(5),第一控制阀(4)设置在疏水器(3)前端的疏水管(2)上,第二控制阀(5)并联在疏水器(3)的两端;
所述供电及信号传递模块包括第一输入插座(84)、开关QF1、开关QF2、开关QF3、第一充电器T1、电池B、输出插座(83)、网关单元(82)、电池信号采集器(12),所述第一输入插座(84)依次经过开关QF1、第一充电器T1后与电池B连接给电池B充电,电池B经过开关QF2后分别与网关单元(82)、压力传感器(6)、温度传感器(7)的电源端连接,压力传感器(6)和温度传感器(7)的信号端分别与网关单元(82)的信号端连接,第一输入插座(84)还经过开关QF3与输出插座(83)连接。
2.根据权利要求1所述的一种蒸汽管网水击风险监测及预警系统,其特征在于,所述第一控制阀(4)和第二控制阀(5)均为电磁阀,第一控制阀(4)和第二控制阀(5)受控端分别与网关单元(82)连接。
3.根据权利要求1所述的一种蒸汽管网水击风险监测及预警系统,其特征在于,系统还包括用电部件(10)、能源产生部件、第二充电器T2,供电及信号传递模块还包括第二输入插座(85),所述能源产生部件的电能通过第二输入插座(85)输入至控制柜(81)内后经第二充电器T2转换后给电池B充电。
4.根据权利要求1所述的一种蒸汽管网水击风险监测及预警系统,其特征在于,压力传感器(6)的检测端设置在位于在疏水器(3)和第二控制阀(5)前端且位于第一控制阀(4)后端的输水管上,温度传感器(7)的检测端设置在靠近疏水管(2)的出口处。
5.使用权利要求1-4任意一项所述的一种蒸汽管网水击风险监测及预警系统的方法,其特征在于,具体步骤如下:
S1、建立蒸汽管网(1)运行时热损失的方程,方程如下,
其中:Q为单位长度管道的热损失,W/m;Tν为管道内蒸汽温度,℃;Tα为管道外土壤温度,℃;λ为保温材料的导热系数,W/(m℃);D1为保温层内径,m;D2为保温层外径,m;Ln为自然对数;α为蒸汽管道对土壤的换热系数,W/(m·K);
其中,λt为土壤的导热系数,W/(m·K),h为蒸汽管道埋深,m;
S2、根据热平衡原理,蒸汽管网(1)正常运行时理论疏水量计算方程如下,
其中,G0为蒸汽管网(1)的理论疏水量,kg/h;Q为管道的散热损失,W/m;Ig为额定参数下的过热蒸汽焓,kJ/kg;Ib为额定参数下的饱合水焓,kJ/kg;L为管道长度,m;
S3、对实际输水量的计算;
管道进行疏水时,疏水管(2)中温度会突然升高,对疏水器(3)后端温度传感器(7)的监测数据进行分析,根据相邻时刻的温度突变情况,设定突变阈值const1,若Ti-Ti-1≥const1,则计入一次疏水次数,判断管道疏水的频率S,以每小时作为统计周期,结合疏水器(3)每次的疏水量ω,即可得到蒸汽管网(1)运行疏水的实际值
G1=Sω (4)
其中,G1为蒸汽管网(1)的实际疏水量,kg/h;S为管道疏水频率;ω为每次的疏水量,kg;
S4、计算水击风险等级和水击报警;
计算水击风险等级步骤如下,
通过对蒸汽管网(1)运行疏水的理论值和实际值进行比较分析,计算得到蒸汽管网(1)运行的水击风险系数方程式为
其中,n1表示水击风险系数;G1为蒸汽管网(1)的实际疏水量,kg/h;G0为蒸汽管网(1)的理论疏水量,kg/h;
其中,当n1>2时,管网处于一级预警状态;当1.6<n1≤2时,管网处于二级预警状态;当
1.2<n1≤1.6时,管网处于三级预警状态;
通过压力传感器(6)获得实时的蒸汽管网(1)的管内压力,对管网相邻时刻压力实时监测值进行分析,构建水击发生条件n2的方程式,设定突变阈值const2,水击发生条件n2的方程式为
其中,Pi表示某一时刻压力实时监测值,Mpa;Pi-1表示前一时刻压力实时监测值,Mpa;
若n2≥const2,并且压力值监测值持续升高或者高位震荡,则表示蒸汽管网(1)很有可能已经发生了水冲击现象,系统实现水击报警。
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