在我國加速推進城鎮(zhèn)化建設(shè)的進程中,小城鎮(zhèn)的天然氣需求量迅速增加,天然氣建設(shè)方面的問題也日益凸顯,因此完善城鎮(zhèn)燃氣輸配終端的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是發(fā)展的重中之重,而燃氣調(diào)壓設(shè)備正是燃氣輸配終端的最重要一環(huán),更是保障用戶用氣平穩(wěn)最關(guān)鍵的一環(huán),隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展,燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)越來越智能化,也逐漸應(yīng)用在燃氣調(diào)壓設(shè)備的管理上。出口壓力作為燃氣調(diào)壓器的調(diào)節(jié)對象,也同時是監(jiān)測調(diào)壓器運行狀態(tài)的重要指標(biāo),當(dāng)調(diào)壓器運行狀態(tài)改變,出口壓力會隨著時間的推移呈現(xiàn)不同的波動情況,從而引起不同頻段能量的變化。針對此特征,本文選取能夠較好處理時間序列數(shù)據(jù)的長短期記憶網(wǎng)絡(luò)與深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)建立中低壓燃氣調(diào)壓器故障診斷模型,并與目前較常用的支持向量機診斷模型做對比,同時利用仿真平臺對故障狀態(tài)進行模擬,觀察不同故障狀態(tài)下出口壓力變化情況,以此對故障進行定性分析,主要內(nèi)容如下:首先,本文對燃氣調(diào)壓器運行機理、評價指標(biāo)、常見故障等方面進行了詳細分析,運用機械運動方程、氣體狀態(tài)方程與孔口流動方程建立了燃氣調(diào)壓器數(shù)學(xué)模型,通過仿真平臺將數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化為物理模型,對其動態(tài)特性與故障狀態(tài)進行仿真模擬,利用最大偏差、過渡時間等指標(biāo)對其動態(tài)特性進行評... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

燃氣調(diào)壓器結(jié)構(gòu)圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-15-題產(chǎn)生。通常采用出口壓力作為燃氣調(diào)壓器故障診斷的判斷依據(jù)，根據(jù)出口壓力的波動情況，判斷調(diào)壓器是否發(fā)生故障。燃氣調(diào)壓器與其連接的管網(wǎng)所形成的自調(diào)系統(tǒng)是一個帶有負反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。在燃氣供應(yīng)系統(tǒng)中，用氣量及壓力每時每刻幾乎都在變化，因此整個系統(tǒng)中的各個參數(shù)均處于動態(tài)變化中，所以通過質(zhì)量指標(biāo)來了解壓力自調(diào)系統(tǒng)的動態(tài)特性是非常重要的。圖2-3所示為調(diào)壓器運行調(diào)節(jié)過程中質(zhì)量指標(biāo)示意圖。圖2-3自調(diào)過程質(zhì)量指標(biāo)示意圖通常用以下幾個指標(biāo)衡量燃氣調(diào)壓器的調(diào)節(jié)質(zhì)量：（1）衰減比：表示衰減程度的指標(biāo)，等于前后兩個峰值的比，如圖2-3中B:B"；（2）余差：過渡過程終了時的殘余偏差，如圖2-3中C，余差是表示靜特性的指標(biāo)；（3）最大偏差：被調(diào)參數(shù)指示值與給定值的最大差值。如圖2-3中A表示；（4）過渡時間：從干擾發(fā)生起至被調(diào)參數(shù)又建立起新的平衡態(tài)止所耗用的時間（5）振蕩周期或頻率：從一個波峰到第二個波峰之間的時間叫周期，其倒數(shù)稱為振蕩頻率。在動態(tài)特性評價指標(biāo)里，響應(yīng)曲線的最大偏差與過渡時間是決定燃氣調(diào)壓器性能優(yōu)劣的最關(guān)鍵因素，因此也是企業(yè)與用戶關(guān)注的重中之重，最大偏差越孝過渡時間越短則動態(tài)特性越好[37]。因此，在燃氣調(diào)壓器仿真模擬中將重點關(guān)注這兩個指標(biāo)。2.2燃氣調(diào)壓器分類調(diào)壓器可分為直接與間接作用式，隨著技術(shù)的進步與生產(chǎn)生活的需求，也在此基礎(chǔ)上衍生了很多新型調(diào)壓器，具體如下。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-16-2.2.1直接作用式調(diào)壓器直接作用式是內(nèi)部裝配敏感元件，該元件對出口壓力實施檢測，并根據(jù)檢測值對閥門進行移動和調(diào)節(jié)，又分為杠桿式與平衡閥芯式，如圖2-4所示。兩者的區(qū)別在于，杠桿式燃氣調(diào)壓器通過杠桿傳遞皮膜與彈簧之間的壓差，帶動閥桿移動，而平衡閥芯式燃氣調(diào)壓器則是皮膜與閥桿相連，從而帶動閥芯產(chǎn)生位移。a)杠桿式b)平衡閥芯式圖2-4杠桿式燃氣調(diào)壓器直接作用式燃氣調(diào)壓器結(jié)構(gòu)簡單，響應(yīng)速度較快，成本低，安裝及檢修方便。應(yīng)用范圍廣，通常用于小型區(qū)域、工商業(yè)及工礦企業(yè)的壓力調(diào)節(jié)，可根據(jù)進出口壓力的不同，分為高中壓、高低壓、中中壓、中低壓等不同類型，常用的直接作用式燃氣調(diào)壓器型號有S/SE型、FQ型等。其缺點是壓差大，能量損失多，在小流量時尚有喘、跳等現(xiàn)象。2.2.2間接作用式調(diào)壓器間接作用式是對出口壓力進行實時檢測，當(dāng)檢測到壓力變化時，給操作系統(tǒng)（指揮器）發(fā)出信號，操作系統(tǒng)響應(yīng)，驅(qū)動閥門調(diào)整開閉程度，其敏感元件和傳動裝置的受力元件是分開的。又可分為加載式、卸載式，如圖2-5所示。對于加載式調(diào)壓器，指揮器連接形式必須滿足以下條件，即能夠使出口壓力同時加載到指揮器和主調(diào)節(jié)器的皮膜上，而對于卸載式調(diào)壓器，卸載系統(tǒng)安裝于指揮器上，出口壓力只作用于指揮器皮膜上。因此加載系統(tǒng)在響應(yīng)速度與精確度上均高于卸載系統(tǒng)。常見的N、NH、FL型燃氣調(diào)壓器均屬于加載式控制系統(tǒng)，EZR型燃氣調(diào)壓器則屬于卸載式系統(tǒng)。

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本文編號：2918907