[发明专利]电站锅炉“四管”泄漏声测精确定位系统

说明书

技术领域

本发明属于火力发电中锅炉承压管泄漏监测技术，具体说是涉及火力发电机组的锅炉内水冷壁、过热器、再热器和省煤器受热面管道泄漏的精确定位技术。

背景技术

火电锅炉的“四管”泄漏一直是困扰火电机组安全生产的一大难题，进行锅炉爆管早期预报，在其还未发展成为破坏性爆漏之前及时发现泄漏，并确定泄漏点的位置。对于妥善安排停炉、缩短检修时间、减少经济损失有重大意义。

目前，国内外(参见专利“Acoustic Leak Detection System”，US4960079、“锅炉承压管泄漏在线监测仪”，CN2253829)炉管泄漏检测装置采用大量布置测点覆盖锅炉受热面，在滤掉锅炉背景噪声后检测泄漏声的声压级大小和泄漏声的频谱特征对泄漏是否发生加以诊断。若某测点发生报警，则确定泄漏源位于该测点为圆心，10米为半径的半球空间内，所以装置的主要作用还是判断泄漏并确定泄露的受热面，并不能定位到具体的管排上。对于泄漏孔径1～4mm，检修任务则往往需要花费大量的人力和时间，其面临的重大技术难题是解决泄漏源的精确定位问题。

本发明突破当前锅炉四管泄漏检测中单点各自探测的思路，考虑各个单点传感器之间的相干信息-将传声器组成阵列接收泄漏信号，经过对声信号的互相关处理得出声音到达不同位置传声器的时间差，再根据目标与基元位置之间的几何关系确定出其泄漏位置。

但是基于传声器阵列的被动声测定位主要应用于雷达和声纳系统的测距和定位中，其定位算法建立在定位目标距离远大于声阵特征尺寸(远场r＞＞L)的基础上，本发明的目的之一在于根据锅炉结构特点建立适用于电站锅炉的被动声测定位算法。

发明内容

本发明的目的是为了在电站锅炉承压管泄漏后，确定泄漏点的位置。从而妥善安排停炉、缩短检修时间、减少经济损失。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

步骤一：由于泄漏坐标是三维参量，若采用线阵只能确定其中的二维参量；立体阵可以对整个空间定位，但其算法要复杂得多；面阵中可以在整个平面对泄漏声源进行定位，五元或五元以上构成的十字阵列和均匀圆阵有良好的测量性能，其基本思想是通过增加敏感元来提高定位精度，但增加元数势必增加系统的成本且其结构也不适合在电站锅炉上应用；首先设计出由M₁、M₂、M₃和M₄四个传声器构成的平面声阵列与其在炉膛的布置。

步骤二：通过ML广义互相关得到时间延迟估计。d_ij表示传声器M_i到M_j距点声源的距离差，即d_ij＝SM_i-SM_j＝cτ_ij，τ_ij为其时间延迟，c为有效声速，T为观测时间，其两路信号的互相关时延估计为：

R^x1x2(τ)=1T-τ∫τTx1(t)·x2(t+τ)dt]]>

加窗滤波后，两信号的互功率谱可表示为：