Pipe Insulation Monitoring

система дистанционного контроля состояния изоляции ПИ-труб

СУЩЕСТВУЮЩЕЕ ПОЛОЖЕНИЕ

Для контроля трубопроводов, оснащенных системой оперативного дистанционного контроля (ОДК), на сегодняшний день используется:

  • Переносной детектор повреждений, предназначенный для периодического первичного контроля ПИ-трубопровода. Применяется на трассах, где отсутствует питание 220 В.
  • При наличии электропитания возможна установка стационарного детектора с функцией передачи данных по GSM-каналу или оборудования с возможностью подключения к удаленным контроллерам систем диспетчеризации

ПРОБЛЕМЫ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ПИ-ТРУБ

Как правило, электропитание детекторов в точках контроля отсутствует!

При организации контроля без системы диспетчеризации объектов для оперативного выявления повреждений трубопровода необходимо в соответствии с утвержденным графиком обеспечить периодический контроль состояния системы ОДК не реже двух раз в месяц с помощью переносных детекторов повреждений.

Для предприятий, включающих сотни точек контроля, проведение соответствующих измерений является трудоемкой задачей, не позволяющей мгновенно реагировать на ухудшение состояние изоляции трубопроводов и принимать соответствующие меры по повышению эффективности системы теплоснабжения

МЫ ПРЕДЛАГАЕМ АКТУАЛЬНОЕ РЕШЕНИЕ

ПИ-трубопроводы широко используются в системах городского коммунального хозяйства и промышленных объектах, при этом общая протяженность сетей теплоснабжения и ГВС может достигать нескольких десятков километров. Продление срока службы труб теплофикационных сетей является крайне важной задачей. В аварийных ситуациях, если труба протекает, нужно быстро ликвидировать течь!

Наша компания предлагает решение, построенное на базе модемов, работающих по инновационной технологии Интернета вещей (Internet of Things, IoT). Вам больше не нужна прокладка электрической сети!

Применяемые нами датчики способны работать в течение нескольких лет от одной батареи.

Обоснование выбора технологии дистанционного контроля

Мы работаем с инновационной технологией Интернета вещей на базе стандарта сотовой связи NB-IoT, обеспечивающей передачу небольших объемов данных с низким энергопотреблением. Таким образом, детекторы, находящиеся в зоне действия сигнала базовой станции связи подключаются через сеть оператора из-за чего повышается надежность передачи оперативной информации.

Решаемые задачи

Используемые нашей компанией детекторы обеспечивают следующий функционал:

  • контроль намокания изоляции путем измерения сопротивления на двух входах
  • контроль обрыва сигнального провода на двух вводах
  • замыкание сигнального провода с металлической трубой (проявляется аналогично дефекту «намокание изоляции»)
  • внеочередной выход на связь при выходе значений сопротивления за пределы нормы
  • измерение внутренней температуры устройства встроенным термодатчиком
  • охрана от вскрытия щитков ОДК
  • измерение температуры окружающей среды в месте расположения датчика
  • измерение заряда встроенной батареи.
RA_INPUT1RA_INPUT2

Модем обладает интерфейсом 1-Wire для подключения температурных датчиков, а элементом питания для служат одна или две встроенные батареи ёмкостью 6400 мА·ч.

Измерения и передача информации

Показания считываются с настраиваемым периодом 5, 15, 30 минут, 1, 6, 12 или 24 часа. Считанные показания сохраняются в память устройства и передаются при очередном сеансе связи с сетью NB-IoT.

В случае отсутствия регистрации в NB-IoT сети или соединения с сервером непереданные пакеты остаются в памяти модема до следующего сеанса связи, при этом устройство продолжает собирать данные согласно периоду сбора данных и записывать их в энергонезависимую память.

Мы используем датчики, соответствующие требованиям ТР ТС 020/2011 «Электромагнитная совместимость технических средств»!

R1R2

Мы создали физическую модель трубопровода с ПИ-изоляцией, где можно в реальном времени оценить возможности предлагаемой системы!

Демонстрационный стенд позволяет имитировать процессы намокания изоляции, обрыва сигнального провода и срабатывания охранных контактов путем изменения встроенных сопротивлений, что позволяет сравнивать результаты с существующими измерительными терминалами СОДК.

Отличительные особенности системы PIM

Разработанная нами системы дистанционного контроля протечек воды и состояния изоляции ПИ-труб на базе технологий интернета вещей Pipe Insulation Monitoring (PIM) значительно отличается от существующих:

  1. Скоростью монтажа и наладки
  2. Отсутствием питающей сети
  3. Длительностью автономной работы
  4. Ежесуточным контролем состояния трубопроводной сети
  5. Возможностью интеграции в систему датчиков контроля заливания смотровых колодцев

Пользовательский сегмент

Наши целевые заказчики: предприятия и организации, имеющие на балансе или обслуживающие тепловые сети, в том числе организации входящие в состав Минэнерго, водоканалы, промышленные и коммунальные объекты хозяйствования.

Оперативные результаты

Благодаря разработанному нами мобильному приложению технические службы получают оперативную информацию о времени и причинах нарушения, месте срабатывания и необходимости реагирования.

Наличие счетчика пакетов позволяет контролировать целостность передачи данных.

Графическая визуализация изменения контролируемых параметров позволяет оценить систематику аварийных событий и дает возможность оперативной локализации поврежденных участок сети для последующего его восстановления.

Вы сэкономите значительные средства за счет скорости реагирования!

Мы организовали настройку Push-уведомлений при возникновении аварийных событий для мгновенного реагирования ликвидации аварии.

Сценарий аварийной ситуации

Для оперативного выявления повреждений трубопровода обеспечивается регулярный контроль состояния системы ОДК. При обнаружении снижения сопротивления изоляции производится поиск уточненного места повреждения. После чего производится раскопка трубопровода и ремонт поврежденного участка. За промежуток времени, проходящим между повреждением трубопровода и существующим периодическим контролем сопротивления теплоизоляции, возможен выход из строя всего участка ПИ-трубопровода.

В связи с высоким давлением воды в теплосети распространение воды внутри теплоизоляции трубопровода увеличится на десятки метров в течение короткого времени. Эффективная эксплуатация таких участков в дальнейшем невозможна, процесс их намокания является необратимым, что приводит к необходимости перекладки десятков метров трубопровода.

Ошибочно считать, что намокшая ППУ-изоляция под воздействием температуры трубопровода высохнет!

В действительности в связи с герметичностью оболочки трубы вода, попавшая в теплоизоляцию, остается в ней. За счет высокой температуры и молекулярной диффузии происходит перераспределение влаги по всему участку, что с одной стороны снижает влажность вблизи порыва и воспринимается как «высыхание», а с другой к повышению влажности теплоизоляции всего участка. Повышение влажности участка приводит к значительному увеличению тепловых потерь

Высокая эффективность вложений

Выполним укрупненный расчет на следующем примере:

При прорыве трубопровода ДУ 500 длиной 100 м произошло намокание изоляции. Между порывом и обнаружением прошло 7 суток (течь небольшая). За это время в ППУ-изоляцию попало 0,5 м3 воды. Трубу отремонтировали с заменой участка 3 м и герметизацией оболочки. При этом вода осталась в намокшей части изоляции. Под действием диффузии влага распределилась по теплоизоляции всего участка (объем изоляции порядка 10 м3, масса 1000 кг). Влажность изоляции составила 50 %.

Прирост влажности теплоизоляции приводит к увеличению тепловых потерь приблизительно в 2,5 раза. Так, средние тепловые потери сухой трубы составляют в среднем 32,7 Гкал/год, а намокшей – 83,3 Гкал/год.
Перерасход – 50,6 Гкал/год, что при тарифе, обеспечивающем полное возмещение экономически обоснованных затрат, приводит к перерасходу средств с 1 участка более 2300 у.е./год. Замена же намокшего участка длиной 30 м ДУ 500 может стоить порядка 15 000 у.е.

Специалисты-энергоаудиторы ООО «Инженерно-исследовательский центр энергетики» помогут выполнить технико-экономическое обоснование проекта, что позволит вашей организации включить реализованный проект в программу по энергосбережению в ближайшем периоде.

Применение датчиков контроля намокания тепловой изоляции позволит оперативно реагировать на возникающие аварийные ситуации и существенно снизить объемы ремонтных работ. Внедрение нашей системы поможет предотвратить распространение влаги по изоляции трубы, что позволит избежать сверхнормативных потерь в трубопроводах в дальнейшем. Таким образом, использование нашей системы позволит избежать дорогостоящих ремонтов и сверхнормативных тепловых потерь, что обеспечивает высокую эффективность вложений уже в первые годы работы.

Важно знать!

Потеря целостности металлической трубы в ППУ-изоляции не сопровождается резким падением давления в системе, как это происходит в трубопроводах канальной прокладки. Это связано, во-первых, с герметичностью полиэтиленовой оболочки, а в о-вторых, с бесканальным методом прокладки трубопровода в ППУ-изоляции. Давление в трубе может сохраняться даже при распространении сетевой воды вдоль трубопровода на десятки метров. Данный факт свидетельствует о невозможности обнаружения аварийной ситуации на трубопроводе в ППУ-изоляции, кроме как с помощью исправной СОДК. В течение двух недель отсутствия съема показаний с детекторов возможен подмыв грунта, что приведет к обвалу несущих слоев почвы, а это, в свою очередь, в условиях города может привести не только к большому материальному ущербу, но и к человеческим жертвам.