热力管道泄漏检测技术实验研究

论文摘要

管道泄漏是制约管道安全运行的一大难题,每年由于泄漏造成的经济损失是严重的,拥有管道体系的石油石化、给排水、供热、供气等企业急于解决这一问题,这一问题的解决对生产和稳定社会都是十分必要的。应用光纤光栅温度传感技术和热红外成像技术检测热力管道周围和管道上方地面温度场变化,从而检测热力管道泄漏。其研究成果可用于指导热力、石油、化工等管道的运行管理,为管道泄漏检测和管道的可持续发展提供科学的依据。本文建立了室内实验装置,用以进行光纤光栅温度传感技术和热红外成像技术检测热力管道泄漏,对其基本原理和软件应用进行了阐述。主要工作如下:1、建立管道泄漏前土壤温度场的物理和数学模型,将土壤这一半无限大区域简化为有界的区域。2、建立热力管道泄漏的室内实验装置,用来测试埋地热力管道泄漏前、后管道周围和管道正上方土壤的温度场,研究热力管道泄漏后热水的渗流和温度场的耦合。3、分别进行了利用光纤光栅温度传感技术、热红外成像技术检测热力管道泄漏的实验研究,对相应的软件应用进行了阐述,研究结果表明:准分布式的光纤光栅温度传感测量网络,可实现主干线管网泄漏的在线监测,热红外成像技术可用于小区二级网检测,对热力管道泄漏点进行定位。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 绪论
• 0.1 本论文的研究目的和意义
• 0.2 管道泄漏检测研究概况
• 0.2.1 管道内检漏法
• 0.2.2 管道外检漏法
• 0.3 本文将要解决的问题
• 第一章 实验原理和实验装置设计
• 1.1 土壤温度场物理模型建立
• 1.1.1 土壤温度场深度方向恒温层的确定
• 1.1.2 土壤物理模型的建立及简化
• 1.2 埋地热力管道物理模型和数学模型
• 1.2.1 埋地热力管道温度场分析
• 1.2.2 存在埋地热力管道时土壤温度场水平方向绝热面的确定
• 1.3 埋地热力管道传热物理模型及简化
• 1.4 温度场数学模型的建立
• 1.4.1 土壤温度场的数学模型及边界条件
• 1.4.2 管道稳态导热微分方程及边界条件
• 1.5 实验装置设计
• 1.5.1 实验系统建立和设备选用
• 1.5.2 实验系统的安装布置
• 1.6 本章小结
• 第二章 光纤光栅温度传感系统检测热力管道泄漏
• 2.1 光纤光栅工作原理
• 2.2 光纤光栅温度传感系统工作原理
• 2.3 光纤光栅检测热力管道泄漏判定原理和系统构成
• 2.4 光纤光栅网络分析仪软件简介
• 2.4.1 程序界面介绍
• 2.4.2 光谱仪功能
• 2.4.3 波长解调功能
• 2.4.4 温度测量功能
• 2.5 实验数据和分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 热红外成像检测热力管道泄漏
• 3.1 热红外成像技术泄漏检测的原理和仪器性能指标
• 3.1.1 热红外成像原理
• 3.1.2 热像仪参数
• 3.1.3 红外热像技术的特点
• 3.2 热红外成像技术软件简介
• 3.2.1 软件基本功能介绍
• 3.2.2 软件界面介绍
• 3.3 热红外室内试验研究和工程应用
• 3.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 详细摘要