[發明專利]電站鍋爐“四管”泄漏聲測精確定位系統

有效

• 申請號: 200910242403.6
• 申請日: 2009-12-10
• 公開（公告）號: CN101876698A
• 公開（公告）日: 2010-11-03
• 發明（設計）人: 安連鎖;王鵬;姜根山;沈國清
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G01S5/18
• 分類號: G01S5/18;G01M3/24;F22B37/38
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

技術領域

本發明屬于火力發電中鍋爐承壓管泄漏監測技術，具體說是涉及火力發電機組的鍋爐內水冷壁、過熱器、再熱器和省煤器受熱面管道泄漏的精確定位技術。

背景技術

火電鍋爐的“四管”泄漏一直是困擾火電機組安全生產的一大難題，進行鍋爐爆管早期預報，在其還未發展成為破壞性爆漏之前及時發現泄漏，并確定泄漏點的位置。對于妥善安排停爐、縮短檢修時間、減少經濟損失有重大意義。

目前，國內外(參見專利“Acoustic?Leak?Detection?System”，US4960079、“鍋爐承壓管泄漏在線監測儀”，CN2253829)爐管泄漏檢測裝置采用大量布置測點覆蓋鍋爐受熱面，在濾掉鍋爐背景噪聲后檢測泄漏聲的聲壓級大小和泄漏聲的頻譜特征對泄漏是否發生加以診斷。若某測點發生報警，則確定泄漏源位于該測點為圓心，10米為半徑的半球空間內，所以裝置的主要作用還是判斷泄漏并確定泄露的受熱面，并不能定位到具體的管排上。對于泄漏孔徑1～4mm，檢修任務則往往需要花費大量的人力和時間，其面臨的重大技術難題是解決泄漏源的精確定位問題。

本發明突破當前鍋爐四管泄漏檢測中單點各自探測的思路，考慮各個單點傳感器之間的相干信息-將傳聲器組成陣列接收泄漏信號，經過對聲信號的互相關處理得出聲音到達不同位置傳聲器的時間差，再根據目標與基元位置之間的幾何關系確定出其泄漏位置。

但是基于傳聲器陣列的被動聲測定位主要應用于雷達和聲納系統的測距和定位中，其定位算法建立在定位目標距離遠大于聲陣特征尺寸(遠場r＞＞L)的基礎上，本發明的目的之一在于根據鍋爐結構特點建立適用于電站鍋爐的被動聲測定位算法。

發明內容

本發明的目的是為了在電站鍋爐承壓管泄漏后，確定泄漏點的位置。從而妥善安排停爐、縮短檢修時間、減少經濟損失。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

步驟一：由于泄漏坐標是三維參量，若采用線陣只能確定其中的二維參量；立體陣可以對整個空間定位，但其算法要復雜得多；面陣中可以在整個平面對泄漏聲源進行定位，五元或五元以上構成的十字陣列和均勻圓陣有良好的測量性能，其基本思想是通過增加敏感元來提高定位精度，但增加元數勢必增加系統的成本且其結構也不適合在電站鍋爐上應用；首先設計出由M₁、M₂、M₃和M₄四個傳聲器構成的平面聲陣列與其在爐膛的布置。

步驟二：通過ML廣義互相關得到時間延遲估計。d_ij表示傳聲器M_i到M_j距點聲源的距離差，即d_ij＝SM_i-SM_j＝cτ_ij，τ_ij為其時間延遲，c為有效聲速，T為觀測時間，其兩路信號的互相關時延估計為：

R^x1x2(τ)=1T-τ∫τTx1(t)·x2(t+τ)dt]]>

加窗濾波后，兩信號的互功率譜可表示為：