一、温度参数监测
钢套钢保温管的温度监测需覆盖内工作管介质温度、内外管之间的夹层温度(判断保温效果)以及外护管表面温度(防烫伤或能量损失),常用方式包括:
接触式温度传感器直接测量
内工作管介质温度:在管道直管段、弯头或阀门等关键部位预设测温孔,将热电偶(如 K 型、S 型,适用于高温蒸汽)或热电阻(如 PT100,精度高)插入工作管内部,直接接触介质。传感器通过耐高温线缆连接至控制系统(如 PLC、DCS),实时传输温度数据。
夹层温度:在内外管之间的保温层中预埋温度传感器(需耐受一定湿度和腐蚀性,如铠装热电偶),监测保温层是否破损(如夹层温度异常升高,可能是内管泄漏或保温失效)。
外护管表面温度:通过表面贴装式热电阻或红外测温探头(非接触式,适用于不便开孔的位置)测量,避免表面温度过高(如超过 60℃可能存在能量浪费或安全隐患)。
分布式光纤测温技术
对于长距离管道(如城市集中供热管线),可在保温层内或外护管表面敷设分布式光纤传感器,利用光纤的光时域反射(OTDR)原理,实现沿管道全长的连续温度监测(空间分辨率可达 1 米以内),能快速定位局部过热区域(如泄漏点、保温层破损处)。
二、压力参数监测
压力监测主要针对内工作管内的介质压力(如蒸汽压力),确保其在设计范围内(过高可能导致管道爆裂,过低影响输送效率),常用方式:
压力变送器直接测量
在管道的直管段、泵出口、阀门前后等位置安装压力取源部件(如压力接口、闸阀),连接压力变送器(如电容式、压电式,精度可达 0.1 级)。变送器将压力信号转换为 4-20mA 电流信号或数字信号(如 HART 协议),传输至控制系统,实时显示压力值并设置报警阈值(如超压时触发声光报警或自动泄压)。
对于高温介质(如饱和蒸汽、过热蒸汽),需在压力变送器前加装冷凝圈(虹吸管),避免高温直接损坏变送器膜片。
压力表辅助监测
在关键节点(如用户端、分支管)安装指针式压力表(如弹簧管式,量程为工作压力的 1.5-2 倍),作为现场直观监测工具,与变送器数据对比,确保准确性。
三、监测系统的集成与数据管理
实时数据采集与传输
传感器和变送器的信号通过有线(如屏蔽电缆、工业以太网)或无线(如 LoRa、NB-IoT,适用于偏远区域)方式传输至监控,集成到 SCADA( Supervisory Control And Data Acquisition,数据采集与监视控制系统)或 PLC 系统中,实现参数的实时显示、历史曲线存储(如存储 1-3 年数据,用于趋势分析)。
异常报警与联动控制
当温度或压力超出预设阈值(如工作管压力超过设计压力 1.1 倍、夹层温度骤升 50℃以上),系统自动触发报警,并可联动控制设备(如打开泄压阀、关闭热源泵),避免事故扩大。
定期校验与维护
传感器和变送器需定期校准(如每年 1 次),确保测量精度;对于高温高压环境下的部件(如测温孔密封件、压力接口垫片),需检查是否老化泄漏,避免影响监测准确性或导致介质外溢。
四、特殊场景的补充监测
埋地管道:除上述参数外,可结合土壤温度监测(判断管道是否泄漏导致土壤升温)和阴极保护电位监测(外护管防腐层破损可能引发腐蚀,需通过电位变化预警)。
高温高压管道:对于工作温度超过 350℃、压力超过 10MPa 的管道,需增加管道应变监测(如粘贴应变片),避免压力过高导致管道变形或疲劳破坏。
通过上述技术手段,可实现钢套钢保温管全生命周期的参数监测,保障其安全、有效运行。实际应用中需根据管道设计参数(如温度、压力等级)、长度及环境(埋地、架空)选择合适的监测方案,兼顾经济性与可靠性。