[发明专利]电站锅炉压力管道微弱泄漏信号检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及火力电站锅炉压力管道泄漏初期微弱信号检测领域，特别是涉及一种火力电站锅炉“四管”(水冷壁、过热器、再热器及省煤器)泄漏初期的微弱泄漏信号检测方法。

技术背景

火力电站锅炉压力管道泄漏直接影响到热力发电站安全经济运行，若能对压力管道初期泄漏进行及时检测，可及时上报，给电网调控预留出足够的时间，合理安排停炉，能够降低运行事故，并带来一定的经济性。

目前，国内外对于火力电站锅炉压力管道泄漏初期微弱信号检测方法尚无研究。对于火力电站锅炉压力管道泄漏信号的检测方法有两类：一类为声信号检查；一类为锅炉运行工况参数检测。声信号检查均限定于泄漏信号能量相对于背景噪声足够强大的情况(CN101487567B音波泄漏检测定位装置)；锅炉运行工况检测实时性较差，且受经验影响严重(CN101839795B锅炉承压管的泄漏诊断系统和方法)。

发明内容

本发明的目的是提出一种电站锅炉压力管道微弱泄漏信号检测方法，使用CD-EMD(Cross-correlation Difference-duffing EMD)方法进行检测。

采集背景噪声或泄漏信号的设备布置如下：

电站锅炉压力管道微弱泄漏信号检测的硬件系统包括声感知设备、A/D转换设备、信号采集设备和信号处理监测设备。其中，声感知设备分部于炉膛外壁各位置，充分结合炉膛实际环境，以适用于不同泄漏部位检测。

声感知设备在线感知炉膛内声信号并进行记录，并将采集信号传入A/D转换设备中。A/D转换设备与声感知设备之间可以串接信号调理器，对信号进行优化处理。A/D转换设备将声感知设备采集的模拟信号转换为数字信号后，传入信号采集设备；信号采集设备对转换后的数字信号按照设定的标准进行采样；并将采样信号传入信号处理检测设备；然后，通过信号处理和监测设备对采集信号进行历史记录及处理分析。

对炉膛内微弱信号数据的处理分析过程如下：

步骤1：针对炉膛建立背景噪声数据库及泄漏信号数据库，确定特征频段；其中背景噪声数据库的特征为EMD分解后背景噪声特征为主峰值右侧频谱分布为斜向下三角形，泄漏信号数据库的特征为主峰值右侧频谱分布为梯形分布；

步骤2：对监测过程中采集到的微弱信号，进行EMD处理，得到若干IMF分量，并对IMF分量进行重构；

步骤3：根据建立的背景噪声数据库及泄漏信号数据库对采集信号频段进行初步筛选，针对特征频段的IMF分量进行步骤3-步骤5的处理；特征频段是指背景噪声和泄漏信号的频谱图中的幅值-频率分布存在差异性的频段，更确切的说，是频谱图中主峰值(即最大值)对应频率以上，10KHz频率以下的频段；

步骤4：将重构后的IMF进行自相关处理；

Rxx(τ)=limT→∞12T∫-TTx1(t)x1(t+τ)dt]]>

其中T为周期，t为自变量，τ为时间延迟值。

步骤5：将自相关处理后的自相关函数输入至基于可调节时域的差分duffing振子，进行判别是否存在泄漏信号。

步骤501：构造duffing振子检测系统

x″＝-kx′+x-x³+fcos(ωt)+input(t)

其中：

k、f为可调参数，