【摘 要】
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随着火电机组的服役时间和深度调峰带来的变负荷运行时间增加,炉内换热管道的泄漏爆裂会对电力生产的安全性和经济性造成严重影响。而声信号检测技术作为对管道泄漏检测方法的一种,其在工程成本和灵敏性方面与其它方法相比具有显著优势,然而该方法目前存在着蒸汽介质泄漏声信号数据匮乏以及误差在电厂复杂声场环境下偏大等问题。针对存在的问题,本文对压缩空气和蒸汽双介质下的泄漏声信号进行了实验对比分析,目的是为今后蒸汽泄
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随着火电机组的服役时间和深度调峰带来的变负荷运行时间增加,炉内换热管道的泄漏爆裂会对电力生产的安全性和经济性造成严重影响。而声信号检测技术作为对管道泄漏检测方法的一种,其在工程成本和灵敏性方面与其它方法相比具有显著优势,然而该方法目前存在着蒸汽介质泄漏声信号数据匮乏以及误差在电厂复杂声场环境下偏大等问题。针对存在的问题,本文对压缩空气和蒸汽双介质下的泄漏声信号进行了实验对比分析,目的是为今后蒸汽泄漏声信号检测提供参考;此外,本文将CEEMDAN算法引入炉内泄漏声信号的去噪分解,从而获得更准确的时延值,提高泄漏点定位的准确性。本文在理论研究部分首先分析了管道泄漏的物理模型,该物理模型与实验及数值模拟结果相符;在声信号的传播采集方向分析了泄漏声信号的传播方程及参数标准;在电厂噪声方向则分析了目前锅炉部分噪声的主要来源及削弱背景噪声影响的工程方法。在泄漏声信号的检测部分,搭建相关实验台,采用压缩空气和蒸汽作为泄漏介质,改变泄漏管道的压力和泄漏孔孔径,在时域上分析声信号的时域波形、最大值、均值、均方值、均方根和方差;在频域上对声信号采取快速傅里叶变换和自相关分析,获取泄漏声信号的频谱图和功率谱图。同等压力和孔径下,蒸汽泄漏声信号的能量大于压缩空气介质的泄漏声信号。在泄漏声信号的时延估计改进实验部分,分析EMD,EEMD算法的原理和不足,将CEEMDAN算法应用于泄漏声信号去噪,以时延值作为去噪标准的参考值,将采集到的不同条件下的泄漏声信号进行分解并获取分量,利用得到的中低频分量做互相关分析后得到时延值,经对比发现此算法可应用与泄漏声信号的时延测量,在实验环境下,经CEEMDAN算法分解去噪后计算的泄漏声信号时延值平均误差在5%以内。
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