【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及管道输送水，具体涉及一种长距离大管径输调水系统的防水锤智能在线监测系统及方法。
技术介绍
1、长距离大管径管道输送水业务在国内方兴未艾，由于其有长距离大管径输调水系统具有高效性、安全性、可靠性、经济性和社会效益等优点，对于解决水资源短缺和水资源分布不均的问题具有重要意义。可以缓解区域水资源短缺问题，提高供水保障率，改善人民生活条件，促进区域经济发展，具有较好的社会效益，可以满足现代工厂连续生产的要求，而管道的运行寿命为30年，所以经济效益比较可观。
2、长距离输调水系统可以减少沿途的蒸发和渗漏损失，减少污染和事故发生的可能性，提高输水系统的安全性和稳定性，可以优化水资源配置，提高水资源的利用效率和效益，同时可以减少沿途的征地、拆迁和安置等费用，具有较好的经济性。
3、长距离大管径高扬程输调水系统，地形复杂起伏较大,形成的u型管路较多，管道的安全性尤为重要,但因水锤问题引发的管道裂痕及管道爆管事故时有发生。管线随地形坡上下起伏，管道由于反复发生的压力瞬变以及腐蚀而不断遭受破坏，引起管道强烈振动，管道接头断开。破坏阀门，严重的压强过高造成管道爆管，供水管网压力降低；压强过低导致管子的瘪塌，还会损坏阀门和固定件。引起水泵反转，破坏泵房内设备或管道，严重的造成泵房淹没，造成人身伤亡等重大事故，影响生产和生活。主要表现在泵的启动和停止、突然停电、电压波动、快速开关阀门、冲洗操作、排泥阀操作等，管道遭受连续的加载和卸载应力时，超出一定的阈值，微观裂纹就会开始形成，并逐渐蔓延直至管道最终破裂，易形成管壁渗
4、为保证管道输水系统的安全性,应采取必要的措施，本专利技术针对以上存在的问题，能够有效解决复杂地形长距离输水管道在运行过程中产生的水锤问题，促使管道输调水系统安全稳定高效经济运行。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种长距离大管径输调水系统的防水锤智能在线监测系统及方法，旨在长距离大管径高扬程输调水系统中预防和有效解决管道内产生的水锤技术难题，有效保护管道,提高管道输送的工作效率及经济效益。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、本专利技术公开了一种长距离大管径输调水系统的防水锤智能在线监测系统，包括水池和加压泵站，水池和加压泵站之间通过大管径管道连通，在地形复杂起伏较大的管道高点和次高点分别设置补排气阀；还包括检测装置，检测装置包括设置在补排气阀下端管道上的电子式流速计、压力传感器和光纤水听器，以及设置在水池中的液位计；所述电子式流速计检测管道内的水流流速，光纤水听器采集管道内的声音，压力传感器检测管道内的高频压力，液位计检测水池的液位；还在水池入口管道上设置流量调节阀和压力传感器；所述检测装置将采集的信号发送到控制中心，控制中心根据采集的信息预测判断是否会产生水锤，并控制管道内流速、压力、水池液位平衡，防止水锤发生。
4、进一步的，还配置有现场plc，液位计、流量调节阀和压力传感器分别连接plc，plc通过支干光缆将信号传输至数据采集和监控系统scada，数据采集和监控系统scada通过支干光缆将信号传输至控制中心。
5、进一步的，在加压泵站内设有泵组，以及泵组就地控制系统lcu，泵组就地控制系统lcu通过光缆将控制信号传输至数据采集和监控系统scada。
6、进一步的，检测装置通过支干光缆连接至信号采集器，并入主光缆将信号传输至控制中心。
7、进一步的，所述控制中心还包括显示和提示装置，用于展示管道异常区域，并发出警报。
8、本专利技术公开一种长距离大管径输调水系统的防水锤智能在线监测方法，包括：在地形复杂起伏较大的管道高点及次高点位置设置压力传感器、光纤水听器、流速计，各水池前端设置流量调节阀及压力传感器，水池设置液位计；通过各个传感器检测压差变化、流速变化、异常噪声能量变化，以及水池水位变化；当检测到变化，并预测会产生水锤，进行控制调整，保持平衡。
9、进一步的，所述变化包括高频压力、光纤水听器、流速、水池水位数据变化相结合，或者其中一种。
10、进一步的，通过高频压力和光纤水听器数据实时监测传感器安装位置的排气阀工作状态。
11、进一步的，包括具体控制方法：当发生单个泵组故障，故障泵组自动停机、水池水位、管线压力、流速发生剧烈变化，同时声音也发生剧烈变化，水池液位快速下降；停止故障泵，并启动备用泵组。
12、进一步的，还包括具体控制方法：当上级泵站或中间泵站突然停电，泵站泵组紧急停机，提水管线产生水锤，水池水位急剧下降；提水管线由站内防水锤装置消除水锤，输水管线及时关闭末端流量调节阀；在保证输水管线系统稳定的情况下，停止上一级泵站或下一级泵站泵组，同时有规律的关闭水池入口流量调节阀。
13、综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
14、1、本专利技术能够准确捕捉水锤现象的微小变化，预测到水锤的产生，有效防止了输调水系统管道水锤事故的发生，有效确保了管网系统的安全。
15、2、本专利技术能够判断排泵组是否启停、阀门开关是否开关、补排气阀是否正常工作，或者补排气阀工作不够及时。
16、3、本专利技术能够及时发现异常，提示工作人员查看异常问题，及时处置。
17、4、本专利技术基于现场存在的压力瞬变强度和数量，评估管道的爆管风险，并展示危险管线的区域，进行定位。
18、5、本专利技术有效解决了输调水管道防水锤技术难题，实现了预防管壁裂痕、瘪塌甚至爆管，以避免事故扩大，造成经济损失。
19、6、本专利技术提高了管道输调水系统的稳定性及管道输送的工作效率，延长管道的使用寿命，提高了输调水的经济效益。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种长距离大管径输调水系统的防水锤智能在线监测系统，包括水池和加压泵站，水池和加压泵站之间通过大管径管道连通，其特征在于，在地形复杂起伏较大的管道高点和次高点分别设置补排气阀；还包括检测装置，检测装置包括设置在补排气阀下端管道上的电子式流速计、压力传感器和光纤水听器，以及设置在水池中的液位计；所述电子式流速计检测管道内的水流流速，光纤水听器采集管道内的声音，压力传感器检测管道内的高频压力，液位计检测水池的液位；还在水池入口管道上设置流量调节阀和压力传感器；
2.根据权利要求1所述的长距离大管径输调水系统的防水锤智能在线监测系统，其特征在于，还配置有现场PLC，液位计、流量调节阀和压力传感器分别连接PLC，PLC通过支干光缆将信号传输至数据采集和监控系统SCADA，数据采集和监控系统SCADA通过支干光缆将信号传输至控制中心。
3.根据权利要求1或2所述的长距离大管径输调水系统的防水锤智能在线监测系统，其特征在于，在加压泵站内设有泵组，以及泵组就地控制系统LCU，泵组就地控制系统LCU通过光缆将控制信号传输至数据采集和监控系统SCADA。
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5.根据权利要求1所述的长距离大管径输调水系统的防水锤智能在线监测系统，其特征在于，所述控制中心还包括显示和提示装置，用于展示管道异常区域，并发出警报。
6.一种长距离大管径输调水系统的防水锤智能在线监测方法，其特征在于，包括：在地形复杂起伏较大的管道高点及次高点位置设置压力传感器、光纤水听器、流速计，各水池前端设置流量调节阀及压力传感器，水池设置液位计；通过各个传感器检测压差变化、流速变化、异常噪声能量变化，以及水池水位变化；当检测到变化，并预测会产生水锤，进行控制调整，保持平衡。
7.根据权利要求6所述的长距离大管径输调水系统的防水锤智能在线监测方法，其特征在于，所述变化包括高频压力、光纤水听器、流速、水池水位数据变化相结合，或者其中一种。
8.根据权利要求7所述的长距离大管径输调水系统的防水锤智能在线监测方法，其特征在于，通过高频压力和光纤水听器数据实时监测传感器安装位置的排气阀工作状态。
9.根据权利要求6或8所述的长距离大管径输调水系统的防水锤智能在线监测方法，其特征在于，包括具体控制方法：当发生单个泵组故障，故障泵组自动停机、水池水位、管线压力、流速发生剧烈变化，同时声音也发生剧烈变化，水池液位快速下降；停止故障泵，并启动备用泵组。
10.根据权利要求6或8所述的长距离大管径输调水系统的防水锤智能在线监测方法，其特征在于，还包括具体控制方法：当上级泵站或中间泵站突然停电，泵站泵组紧急停机，提水管线产生水锤，水池水位急剧下降；提水管线由站内防水锤装置消除水锤，输水管线及时关闭末端流量调节阀；在保证输水管线系统稳定的情况下，停止上一级泵站或下一级泵站泵组，同时有规律的关闭水池入口流量调节阀。
...【技术特征摘要】
1.一种长距离大管径输调水系统的防水锤智能在线监测系统，包括水池和加压泵站，水池和加压泵站之间通过大管径管道连通，其特征在于，在地形复杂起伏较大的管道高点和次高点分别设置补排气阀；还包括检测装置，检测装置包括设置在补排气阀下端管道上的电子式流速计、压力传感器和光纤水听器，以及设置在水池中的液位计；所述电子式流速计检测管道内的水流流速，光纤水听器采集管道内的声音，压力传感器检测管道内的高频压力，液位计检测水池的液位；还在水池入口管道上设置流量调节阀和压力传感器；
2.根据权利要求1所述的长距离大管径输调水系统的防水锤智能在线监测系统，其特征在于，还配置有现场plc，液位计、流量调节阀和压力传感器分别连接plc，plc通过支干光缆将信号传输至数据采集和监控系统scada，数据采集和监控系统scada通过支干光缆将信号传输至控制中心。
3.根据权利要求1或2所述的长距离大管径输调水系统的防水锤智能在线监测系统，其特征在于，在加压泵站内设有泵组，以及泵组就地控制系统lcu，泵组就地控制系统lcu通过光缆将控制信号传输至数据采集和监控系统scada。
4.根据权利要求1所述的长距离大管径输调水系统的防水锤智能在线监测系统，其特征在于，检测装置通过支干光缆连接至信号采集器，并入主光缆将信号传输至控制中心。
5.根据权利要求1所述的长距离大管径输调水系统的防水锤智能在线监测系统，其特征在于，所述控制中心还包括显示和提示装置，用于展示管道异常区域，并发出警报。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：周江松，陈建军，李剑勇，
申请(专利权)人：云南大红山管道有限公司，
类型：发明
国别省市：
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