[发明专利]一种基于流量系数的燃气系统健康度监测方法

说明书

本发明提供一种基于流量系数的燃气系统健康度监测方法，监测开始，数据处理器获取燃气运行温度、燃气质量流量、燃气运行的上游压力和燃气运行的下游压力；数据处理器计算被监测通流部件的状态参数、以及与该状态参数一一对应的流量系数和健康度指标参数：判断健康度指标参数是否在健康度达标范围内：若是，说明被监测通流部件的健康度达标；若否，说明被监测通流部件的健康度劣化。本申请通过监测被监测通流部件的流量系数来实现其健康度指标参数的监测，硬件结构简单易实现，能准确地监测出被监测通流部件是否发生类似于轻微堵塞、轻微腐蚀等健康劣化问题，对燃气系统的健康度诊断工程应用具有重要的、创新的指导意义。

技术领域

本发明涉及燃气供给技术领域，特别是涉及一种基于流量系数的燃气系统健康度监测方法。

背景技术

燃气系统是重要的工业系统，其健康度与稳定运行密切相关。燃气系统中的通流部件，例如流量控制阀、孔板、喷嘴、过滤器、调压器等，若上游来的燃气组分发生变化、或洁净度不佳，可能导致这些通流部件的流体通道发生堵塞、腐蚀等问题。上述问题的产生通常伴随一个积累过程逐步发生，若无法在早期监测到燃气系统健康度劣化，往往会使得劣化发展到严重阶段，导致通流部件不可修复或更加严重的后果，带来严重经济损失。因此，非常有必要对燃气系统进行健康度监测，以保证燃气系统的使用寿命。

对燃气系统进行有效的健康度监测，关键在于找到恰当的健康度参数指标。流量系数是表征系统通流部件通流性能的无量纲参数，通流部件的流量系数发生变化则意味着通流部件的物理结构已在发生改变。如此，可以根据通流部件的流量特性去监测燃气系统的健康度。然而，当燃气系统中的通流部件发生类似于轻微堵塞、轻微腐蚀等健康劣化问题时，传统的单纯监测温度、压力、流量、振动等方法很难明显地指示问题，也就无法准确检测燃气系统的健康度。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于流量系数的燃气系统健康度监测方法，能够准确检测燃气系统的健康度。

为实现上述目的，本发明提供一种基于流量系数的燃气系统健康度监测方法，包括以下步骤：

S1、在燃气系统中配置数据处理器、以及都设置在燃气系统中燃气管路上的温度测点、流量测点、上游压力测点和下游压力测点，所述上游压力测点和下游压力测点分别位于燃气系统中被监测通流部件的上游侧和下游侧，所述温度测点、流量测点、上游压力测点和下游压力测点都与数据处理器通讯连接；

S2、在所述数据处理器中预存或导入下述参数：燃气的标况密度ρ_N、燃气的绝热指数k、燃气的压缩因子Z、所述被监测通流部件的压力恢复系数F_L、以及健康度达标范围；

S3、在所述数据处理器中设定被监测通流部件的采样初始时间t₀和采样周期Δt；

S4、监测开始，所述数据处理器在每个采样周期内都计算被监测通流部件的健康度指标参数：

S41、所述数据处理器获取在每个采样时间点t＝t₀+nΔt时，所述温度测点实时监测的燃气运行温度T、所述流量测点实时监测的燃气质量流量m、所述上游压力测点实时监测的燃气运行的上游压力P₁、所述下游压力测点实时监测的燃气运行的下游压力P₂、以及所述被监测通流部件的阀位修正系数β，n为自然数；

S42、所述数据处理器计算在每个采样时间点t＝t₀+nΔt时，所述被监测通流部件的状态参数ENUM、以及与该状态参数一一对应的流量系数Kv和健康度指标参数y：

当时，状态参数ENUM＝“一般状态”，其中，

当时，状态参数ENUM＝“壅塞状态”，

S5、判断所述健康度指标参数y_normal或y_chocked是否在所述健康度达标范围内：