[发明专利]一种基于振动测量技术的阀门内漏监测系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于振动测量技术的阀门内漏监测系统及方法，本发明系统包括管线振动传感器、阀门振动传感器和微型处理器；在安装于热工主系统的分支上或安装于热工主系统中的隔离阀门的上游和/或下游布置所述管线振动传感器；在所述隔离阀门的阀杆和阀体上布置所述阀门振动传感器；所述管线振动传感器和阀门振动传感器将检测到的振动信号上传给所述微型处理器进行处理，监测所述隔离阀门的内漏情况。本发明采用振动传感器测量阀门运动部件阀杆上以及阀体上的振动特性，结合前端微型处理器，输入完全截断后的典型振动特性，大数据对比分析泄漏情况，并根据振动特性的变化情况计算获得当前泄漏量，实现阀门内漏的有效监测。

技术领域

本发明属于阀门内漏测试技术领域，具体涉及一种基于振动测量技术的阀门内漏监测系统及方法。

背景技术

阀门是热工流体系统中广泛使用的机械设备，作为流体管路的控制装置，其基本功能是接通或者切断管路输送介质、改变介质流通方向、调节介质的压力和流量，保护管路、设备及系统的正常运行。对绝大多数阀门而言，阀座泄漏(内漏)是其最主要的失效形式，也是影响阀门安全运行的首要问题。阀门长期运行后会出现阀座密封磨损或者密封预紧力下降等原因导致阀座泄漏，不仅造成系统压力损失、流体浪费，更会影响热工系统及装置的安全性及经济性。对于阀门内漏这个普遍问题，现今缺乏有效的监测手段，准确监测阀门内漏情况为热工系统的安全运行提供时时有效的数据基础。

现有的阀门内漏监测装置及系统较少，并且均存在各自的设计缺陷无法准确监测热工运行系统中阀门内漏情况，经查询有关文献提出过内漏监测概念的，具体如下：

现有技术1，在阀门下游开孔设置液位测量部件，当阀门截断后如有内漏，下游液位会上升，测量液位高度变化表征阀门是否内漏以及内漏量。但该装置及方法，在热工管路系统中无法适用，其一阀门下游管线一直存在介质，即使隔离状态下阀门后端管线也是充满介质的；其二对于热工系统中高温介质，即使截断后下游也是不允许排放的。综上所述，该方法对于热工系统是不具有可行性的。

现有技术2，采用超声波进行泄漏探测，当发生泄漏时该部位会出现传递声波。但该方法具有较大局限性，当管道处于振动环境或其它干扰下，就会被覆盖；此外对于微渗漏难以监测。综上所述，对于热工管道系统，阀门内漏均为小泄漏并且常处于旋转机械设备振动条件下，采用超声波监测阀门内漏很难实现。

现有技术3，通过阀门上下游内部蒸汽的热工参数测量，转换计算分析蒸汽阀门是否泄漏以及泄漏量。但该方法存在致命缺陷就是未考虑下游蒸汽冷凝相变的影响，导致即使蒸汽条件下泄漏监测也未必适用；此外该专利中阀门上下游介质温度采用温度传感器测量内部单点温度，具有较大随机性，无法表征上下游温度场典型温度，故该方法肯定无法推广至各种介质条件下的阀门内漏监测。

发明内容

本发明提供了一种基于振动测量技术的阀门内漏监测系统。本发明采用振动测量传感器(光纤振动传感器、振动加速度传感器等)采集阀门运动部件阀杆上以及阀体上的振动信号，结合前端微型处理器，基于关闭截断后的振动特性，大数据对比分析泄漏情况，并根据振动信号的变化情况计算获得当前泄漏量，实现阀门内漏的有效监测。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于振动测量技术的阀门内漏监测系统，包括管线振动传感器、阀门振动传感器和微型处理器；

在安装于热工主系统的分支上或安装于热工主系统中的隔离阀门的上游和/或下游布置所述管线振动传感器；

在所述隔离阀门的阀杆和阀体上布置所述阀门振动传感器；

所述管线振动传感器和阀门振动传感器将检测到的振动信号上传给所述微型处理器进行处理，监测所述隔离阀门的内漏情况。