本文關(guān)鍵詞：縫隙射流聲發(fā)射信號(hào)特征及其在泄漏故障診斷中的應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 換熱器 縫隙泄漏 聲發(fā)射信號(hào) 小波分解

【摘要】：換熱器是火電廠重要輔助設(shè)備,在機(jī)組運(yùn)行中其能否正常投入對(duì)整個(gè)機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有重要影響。內(nèi)部泄漏是換熱器的常見故障和多發(fā)故障。由于換熱器(特別火電廠高壓加熱器)的工作環(huán)境十分惡劣,能對(duì)其施加影響的因素多種多樣,對(duì)換熱器內(nèi)部泄漏的診斷帶來(lái)很大的困難。目前,所采用的一些內(nèi)漏檢測(cè)方法在實(shí)際應(yīng)用中均具有一定的局限性,較難精確的判斷出泄漏情況是否存在,因此在換熱器上應(yīng)用聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)來(lái)判斷其泄漏狀態(tài)具有十分重要的工程應(yīng)用價(jià)值。本文采用數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,結(jié)合實(shí)際典型泄漏故障,對(duì)換熱器的換熱管縫隙泄漏及非泄漏兩種模式下各工況的流場(chǎng)及聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行了研究。首先,本文分析了電廠換熱器產(chǎn)生縫隙泄漏的主要原因,明確了縫隙泄漏狀態(tài)中聲發(fā)射機(jī)理,闡述了聲發(fā)射數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成;解釋了小波分解理論并確定了聲發(fā)射信號(hào)的相關(guān)特征參數(shù);建立了換熱管縫隙泄漏的物理模型,經(jīng)過(guò)對(duì)模型網(wǎng)格劃分及設(shè)置合理的邊界條件后,對(duì)換熱管道進(jìn)行了不同入口壓力條件下的縫隙泄漏數(shù)值模擬,獲得了相應(yīng)的縫隙泄漏流場(chǎng)。通過(guò)對(duì)所有工況和泄漏模式下?lián)Q熱管縫隙泄漏流場(chǎng)數(shù)據(jù)的研究發(fā)現(xiàn):縫隙處滯止壓力值與入口壓力大小呈線性關(guān)系,泄漏處速度及能量損失隨入口壓力的增加呈指數(shù)關(guān)系增加。然后,本文搭建了換熱器縫隙泄漏聲發(fā)射檢測(cè)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái),開發(fā)出了聲發(fā)射小波分解程序;運(yùn)用所搭建的實(shí)驗(yàn)臺(tái)模擬了多個(gè)工況下的縫隙泄漏,采集了相應(yīng)的泄漏聲發(fā)射信號(hào),運(yùn)用小波分解程序?qū)@些信號(hào)進(jìn)行分析和處理。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):經(jīng)小波降噪處理之后,所采集的聲發(fā)射信號(hào)中的噪聲信號(hào)基本可以剔除,真實(shí)的泄漏信號(hào)得到了很好的保留;泄漏模式下的信號(hào)峰值頻帶十分穩(wěn)定,不隨入口壓力的變化而變化,兩種模式下的信號(hào)小波分解后各層信號(hào)差別很大,這可以作為判斷泄漏存在與否的一個(gè)依據(jù)。最后,通過(guò)將對(duì)應(yīng)工況下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn):實(shí)驗(yàn)信號(hào)經(jīng)小波分解處理之后的能量值與數(shù)值模擬泄漏能量損失值隨工況變化具有相同的變化趨勢(shì);同時(shí),通過(guò)研究數(shù)值模擬中的能量損失和泄漏量變化關(guān)系,以及與實(shí)驗(yàn)信號(hào)能量特征參數(shù)之間的關(guān)系,擬合出了聲發(fā)射信號(hào)能量與流體流動(dòng)過(guò)程能量損耗及泄漏量的定量關(guān)系式,為實(shí)際應(yīng)用中的換熱器縫隙泄漏診斷提供了參考標(biāo)準(zhǔn)。
【關(guān)鍵詞】：換熱器 縫隙泄漏 聲發(fā)射信號(hào) 小波分解
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)沙理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM621.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題背景及意義10-11
• 1.2 研究現(xiàn)狀與進(jìn)展11-15
• 1.2.1 聲發(fā)射技術(shù)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 換熱器泄漏檢測(cè)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 本文主要工作及研究思路15-16
• 第二章 換熱器縫隙泄漏原理及聲發(fā)射信號(hào)分析方法16-26
• 2.1 換熱器泄漏原因分析16-18
• 2.1.1 換熱器結(jié)構(gòu)及工作原理16-17
• 2.1.2 換熱器內(nèi)部泄漏原因分析17-18
• 2.2 縫隙射流基本理論18-21
• 2.2.1 縫隙射流及其動(dòng)能計(jì)算18-20
• 2.2.2 縫隙泄漏模型及計(jì)算方法20-21
• 2.3 換熱器內(nèi)漏聲發(fā)射機(jī)理及檢測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介21-23
• 2.3.1 換熱器內(nèi)漏聲發(fā)射機(jī)理21-22
• 2.3.2 聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)組成22-23
• 2.4 小波分析理論及信號(hào)特征提取方法23-25
• 2.4.1 小波分析基本理論23-24
• 2.4.2 信號(hào)特征提取基本方法24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第三章 換熱器內(nèi)部縫隙泄漏故障數(shù)值模擬26-39
• 3.1 CFD介紹26-27
• 3.2 換熱管縫隙泄漏流場(chǎng)數(shù)值模擬方案27-33
• 3.2.1 流體介質(zhì)物性參數(shù)選擇27
• 3.2.2 縫隙泄漏模擬流程圖27-28
• 3.2.3 縫隙泄漏流動(dòng)物理模型28-29
• 3.2.4 縫隙泄漏流動(dòng)數(shù)學(xué)模型29-31
• 3.2.5 換熱管縫隙泄漏區(qū)域網(wǎng)格劃分31-32
• 3.2.6 邊界條件設(shè)定32-33
• 3.3 縫隙泄漏流場(chǎng)模擬數(shù)據(jù)處理及分析33-38
• 3.3.1 縫隙泄漏處速度變化情況33-34
• 3.3.2 縫隙泄漏處壓力變化情況及縫隙生長(zhǎng)原因分析34-36
• 3.3.3 泄漏特征參數(shù)隨工況變化關(guān)系36-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第四章 換熱器縫隙泄漏模擬實(shí)驗(yàn)研究39-58
• 4.1 內(nèi)漏故障檢測(cè)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)簡(jiǎn)介39-40
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)40-45
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>40
• 4.2.2 檢測(cè)原理40-41
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及聲發(fā)射信號(hào)采集儀器41-43
• 4.2.4 實(shí)驗(yàn)信號(hào)處理方案43-44
• 4.2.5 實(shí)驗(yàn)步驟44-45
• 4.3 信號(hào)處理方法45-48
• 4.3.1 原始信號(hào)降噪過(guò)程45
• 4.3.2 信號(hào)處理小波基選取及降噪方法45-46
• 4.3.3 分解尺度的確定46-47
• 4.3.4 閾值確定方法47-48
• 4.4 縫隙泄漏聲發(fā)射信號(hào)分析48-55
• 4.4.1 泄漏聲發(fā)射信號(hào)小波降噪實(shí)例48-49
• 4.4.2 不同壓力下兩種模式聲發(fā)射信號(hào)小波分解特征譜分析49-51
• 4.4.3 泄漏聲發(fā)射信號(hào)能量特征值隨工況變化關(guān)系51-53
• 4.4.4 泄漏信號(hào)小波分解能量占比趨勢(shì)分析53-55
• 4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)論與模擬結(jié)論對(duì)比分析55-56
• 4.5.1 不同工況下模擬曲線與實(shí)驗(yàn)曲線的對(duì)比分析55-56
• 4.5.2 換熱器內(nèi)漏定量診斷關(guān)系式導(dǎo)出56
• 4.6 本章小結(jié)56-58
• 總結(jié)與展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 致謝63-64
• 附錄A64

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