基于阀前管壁温度检测的蒸汽疏水阀内漏检测方法

摘要

本发明公开了一种基于阀前管壁温度检测的蒸汽疏水阀内漏检测方法，其方法步骤如下：在检测蒸汽疏水阀前端及间距指定距离的位置分别选定第一个代表点、第二个代表点，通过统计回归模型分别对第一个代表点、第二个代表点的理论管壁温度进行建模，再实测对应代表点的管壁温度，然后依据假设迭代算法得出第一个代表点对应的泄漏量、第二个代表点对应的泄漏量以及两个代表点温差对应的泄漏量，从上述三个计算得到的泄漏量中选择一个泄漏量作为待检测蒸汽疏水阀的最终内漏泄漏量输出。本发明能够实现阀门内漏的定性及定量检测或者在线监测，具有内漏检测准确度高、检测速度快、应用范围广的优点。

主权项

一种基于阀前管壁温度检测的蒸汽疏水阀内漏检测方法，其特征在于实施步骤如下：1）分别根据式（1）计算出第一个代表点的正常管壁温度、第二个代表点的正常管壁温度，所述第一个代表点位于待检测蒸汽疏水阀前端的疏水管道上靠近待检测蒸汽疏水阀的位置，所述第二个代表点位于待检测蒸汽疏水阀前端的疏水管道上，且所述第二个代表点在疏水管道上位于第一个代表点的前端且与第一个代表点间距指定距离；tgb1=β0'+β1'1(P/Pcr)+β1'2(P/Pcr)2+β2'1(T/Tcr)+β2'2(T/Tcr)2+β3'1(L/Lmax)+β3'2(L/Lmax)2+β4'1(D/Dmax)+β4'2(D/Dmax)2   （1）+β5'1(hgb/hgb‑max)+β5'2(hgb/hgb‑max)2+β6'1(hbw/hbw‑max)+β6'2(hbw/hbw‑max)2+β7'1(ta/ta‑max)+β7'2(ta/ta‑max)2+ε'式（1）中，tgb1表示第一个代表点或者第二个代表点的正常管壁温度，β0'、β1'1、β1'2……β'71、β'72表示计算管壁温度的拟合系数，ε'表示计算管壁温度的随机误差，P表示待检测蒸汽疏水阀前端的管道内输送的蒸汽压力，Pcr表示蒸汽的临界压力，T表示待检测蒸汽疏水阀前端的管道内输送的蒸汽温度，Tcr表示蒸汽的临界温度，L表示第一个代表点前端或者第二个代表点前端疏水管道的长度，Lmax表示同类型蒸汽疏水系统中疏水管道的最大长度，D表示待检测蒸汽疏水阀前端疏水管道的内径，Dmax表示同类型蒸汽疏水系统中疏水管道最大管道内径，hgb表示待检测蒸汽疏水阀前端疏水管道的管壁厚度，hgb‑max表示同类型蒸汽疏水系统中疏水管道管壁最大厚度，hbw表示待检测蒸汽疏水阀前端疏水管道的保温层厚度，hbw‑max表示同类型蒸汽疏水系统中疏水管道的保温层最大厚度，ta表示待检测蒸汽疏水阀前端疏水管道的环境温度，ta‑max表示同类型蒸汽疏水系统中蒸汽疏水阀前端疏水管道的环境最大温度；2）分别检测第一个代表点、第二个代表点的管壁温度，根据第一个代表点的实测管壁温度、第一个代表点的正常管壁温度计算出第一个代表点的实测温度升高值，根据第二个代表点的实测管壁温度、第二个代表点的正常管壁温度计算出第二个代表点的实测温度升高值；根据第一个代表点的实测管壁温度、第二个代表点的实测管壁温度计算出第一个代表点、第二个代表点之间的实测温度差值；3）分别指定微漏、一般内漏或者严重内漏的泄漏量阈值；分别根据式（2）计算出第一个代表点或第二个代表点分别在微漏泄漏量阈值的最大泄漏量下的第一温度临界值，根据式（3）计算出第一个代表点或第二个代表点分别在严重泄漏量阈值的最小泄漏量下的第二温度临界值；tgb2‑G100=β0''+β1''1(P/Pcr)+β1''2(P/Pcr)2+β2''1(T/Tcr)+β2''2(T/Tcr)2+β3''1(L/Lmax)+β3''2(L/Lmax)2+β4''1(D/Dmax)+β4''2(D/Dmax)2  （2）+β5''1(hgb/hgb‑max)+β5''2(hgb/hgb‑max)2+β6''1(hbw/hbw‑max)+β6''2(hbw/hbw‑max)2+β7''1G1+β7''2G12+β7''3G13+ε''tgb3‑G500=β0'''+β1'''1(P/Pcr)+β1'''2(P/Pcr)2+β'2''1(T/Tcr)+β'2''2(T/Tcr)2+β3'''1(L/Lmax)+β3'''2(L/Lmax)2+β4'''1(D/Dmax)+β4'''2(D/Dmax)2   （3）+β5'''1(hgb/hgb‑max)+β5'''2(hgb/hgb‑max)2+β6'''1(hbw/hbw‑max)+β6'''2(hbw/hbw‑max)2+β7'''1G2+β7'''2G22+β'7''3G23+ε'''式（2）和式（3）中，tgb2‑G100表示第一个代表点或第二个代表点分别在微漏泄漏量阈值的最大泄漏量下的第一温度临界值；tgb3‑G500表示第一个代表点或第二个代表点分别在严重泄漏量阈值的最小泄漏量下的第二温度临界值；β0''、β1''1、β1''2、……β'7'1、β'7'2、β'7'3分别表示计算管壁温度的拟合系数、ε''表示计算管壁温度的随机误差，β0'''、β1'''1、β1'''2、……β'7''1、β'7''2、β7''3'分别表示计算管壁温度的拟合系数，ε'''表示计算管壁温度的随机误差，P表示待检测蒸汽疏水阀前端的管道内输送的蒸汽压力，Pcr表示蒸汽的临界压力，T表示待检测蒸汽疏水阀前端的管道内输送的蒸汽温度，Tcr表示蒸汽的临界温度，L表示第一个代表点前端或者第二个代表点前端疏水管道的长度，Lmax表示同类型蒸汽疏水系统中疏水管道的最大长度，D表示待检测蒸汽疏水阀前端疏水管道的内径，Dmax表示同类型蒸汽疏水系统中疏水管道最大管道内径，hgb表示待检测蒸汽疏水阀前端疏水管道的管壁厚度，hgb‑max表示同类型蒸汽疏水系统中疏水管道管壁最大厚度，hbw表示待检测蒸汽疏水阀前端疏水管道的保温层厚度，hbw‑max表示同类型蒸汽疏水系统中疏水管道的保温层最大厚度，G1代表微漏泄漏量阈值的最大泄漏量，G2代表严重泄漏量阈值的最小泄漏量；4）选择第一个代表点的实测管壁温度或者第二个代表点的实测管壁温度作为泄漏状态判定管壁温度，在泄漏状态判定管壁温度大于所选择代表点的正常管壁温度的前提下，将泄漏状态判定管壁温度减去所选择代表点的正常管壁温度得到的温度差值，然后根据所述温度差值判断蒸汽疏水阀的泄漏状态，如果满足式（4）则判定泄漏状态处于微漏状态，如果满足式（5）则判定泄漏状态处于一般内漏状态，如果满足式（6）则判定泄漏状态处于严重内漏状态；如果不满足式（4）、式（5）、式（6）中的任意一个，则判定待检测蒸汽疏水阀未发生泄漏并结束检测或者返回执行步骤2）；△ts≤tgb2‑G100‑tgb1   （4）tgb2‑G100‑tgb1<△ts≤tgb3‑G500‑tgb1   （5）△ts>tgb3‑G500‑tgb1   （6）式（4）、式（5）和式（6）中，△ts表示泄漏状态判定管壁温度减去第一个代表点或者第二个代表点的正常管壁温度得到的温度差值，tgb2‑G100表示第一温度临界值；tgb3‑G500表示第二温度临界值，tgb1表示第一个代表点或者第二个代表点的正常管壁温度；分别将第一个代表点或者第二个代表点作为当前代表点，跳转执行下一步；5）根据判定得到的当前泄漏状态设置一个假定泄漏量，如果当前泄漏状态为微漏，则根据式（7）计算得到当前代表点在假定泄漏量下对应的温度理论升高值，如果当前泄漏状态为一般内漏，则根据式（8）计算得到当前代表点在假定泄漏量下对应的温度理论升高值，如果当前泄漏状态为严重内漏，则根据式（9）计算得到当前代表点在假定泄漏量下对应的温度理论升高值；△t1=(β'0'+β1''1(P/Pcr)+β1''2(P/Pcr)2+β'2'1(T/Tcr)+β'2'2(T/Tcr)2+β3''1(L/Lmax)+β3''2(L/Lmax)2+β'4'1(D/Dmax)+β'4'2(D/Dmax)2+β5''1(hgb/hgb‑max)+β5''2(hgb/hgb‑max)2+β'6'1(hbw/hbw‑max)+β'6'2(hbw/hbw‑max)2   （7）+β'7'1G+β'7'2G2+β'7'3G3+ε'')‑tgb1△t2=(β'0''+β1'''1(P/Pcr)+β1'''2(P/Pcr)2+β'2''1(T/Tcr)+β'2''2(T/Tcr)2+β3'''1(L/Lmax)+β3'''2(L/Lmax)2+β'4''1(D/Dmax)+β'4''2(D/Dmax)2+β5'''1(hgb/hgb‑max)+β5'''2(hgb/hgb‑max)2+β'6''1(hbw/hbw‑max)+β'6''2(hbw/hbw‑max)2   （8）+β'7''1G+β'7''2G2+β'7''3G3+ε''')‑tgb1△t3=(β'0'''+β1'''1'(P/Pcr)+β1''''2(P/Pcr)2+β'2'''1(T/Tcr)+β'2'''2(T/Tcr)2+β3''''1(L/Lmax)+β3''''2(L/Lmax)2+β'4'''1(D/Dmax)+β'4'''2(D/Dmax)2   （9）+β5''''1(hbw/hbw‑max)+β5''''2(hbw/hbw‑max)2+β'6'''1G+β'6'''2G2+ε'''')‑tgb1式（7）、式（8）和式（9）中，△t1表示微漏情况下假定泄漏量对应的当前代表点的温度理论升高值，△t2表示一般内漏情况下假定泄漏量对应的当前代表点的温度理论升高值，△t3表示严重内漏情况下假定泄漏量对应的当前代表点的温度理论升高值，β0''、β1''1、β1''2、……β'7'1、β'7'2、β'7'3分别表示计算管壁温度的拟合系数，ε''表示计算管壁温度的随机误差；β0'''、β1'''1、β1'''2、……β'7''1、β'7''2、β7''3'分别表示计算管壁温度的拟合系数，ε'''表示计算管壁温度的随机误差；β0''''、β1''1''、β1''2''……β6'''1'、β6'''2'分别表示计算管壁温度的拟合系数，ε''''表示计算管壁温度的随机误差；P表示待检测蒸汽疏水阀前端的管道内输送的蒸汽压力，Pcr表示蒸汽的临 界压力，T表示待检测蒸汽疏水阀前端的管道内输送的蒸汽温度，Tcr表示蒸汽的临界温度，L表示第一个代表点前端或者第二个代表点前端疏水管道的长度，Lmax表示同类型蒸汽疏水系统中疏水管道的最大长度，D表示待检测蒸汽疏水阀前端疏水管道的内径，Dmax表示同类型蒸汽疏水系统中疏水管道最大管道内径，hgb表示待检测蒸汽疏水阀前端疏水管道的管壁厚度，hgb‑max表示同类型蒸汽疏水系统中疏水管道管壁最大厚度，hbw表示待检测蒸汽疏水阀前端疏水管道的保温层厚度，hbw‑max表示同类型蒸汽疏水系统中疏水管道的保温层最大厚度，G表示假定泄漏量；tgb1表示当前代表点的正常管壁温度；6）判断当前代表点在假定泄漏量下对应的温度理论升高值是否满足条件式（10），如果不能满足条件式（10）则返回重新迭代执行步骤5）；如果满足条件式（10）则将假定泄漏量作为当前代表点对应的泄漏量，当得到第一个代表点或者第二个代表点对应的泄漏量后跳转执行步骤7）；|△tjd‑△ts|/△ts≤0.1%   （10）式（10）中，△tjd表示当前代表点在假定泄漏量下对应的温度理论升高值，△ts表示当前代表点的实测温度升高值；7）根据判定得到的当前泄漏状态设置一个假定泄漏量，如果当前泄漏状态为微漏，则根据式（11）计算得到第一个代表点、第二个代表点之间在假定泄漏量下的理论温度差值；如果当前泄漏状态为一般内漏，则根据式（12）计算得到第一个代表点、第二个代表点之间在假定泄漏量下的理论温度差值，如果当前泄漏状态为严重内漏，则根据式（13）计算得到第一个代表点、第二个代表点之间在假定泄漏量下的理论温度差值；δt1=[β0''+β1''1(P/Pcr)+β1''2(P/Pcr)2+β2''1(T/Tcr)+β2''2(T/Tcr)2+β3''1(L1/Lmax)+β3''2(L1/Lmax)2+β'4'1(D/Dmax)+β'4'2(D/Dmax)2+β5''1(hgb/hgb‑max)+β5''2(hgb/hgb‑max)2+β6''1(hbw/hbw‑max)+β6''2(hbw/hbw‑max)2+β7''1G+β7''2G2+β7''3G3+ε'']   （11）‑[β0''+β1''1(P/Pcr)+β1''2(P/Pcr)2+β2''1(T/Tcr)+β2''2(T/Tcr)2+β3''1(L2/Lmax)+β3''2(L2/Lmax)2+β4''1(D/Dmax)+β4''2(D/Dmax)2+β5''1(hgb/hgb‑max)+β5''2(hgb/hgb‑max)2+β6''1(hbw/hbw‑max)+β6''2(hbw/hbw‑max)2+β7''1G+β7''2G2+β7''3G3+ε'']δt2=[β0'''+β1'''1(P/Pcr)+β1'''2(P/Pcr)2+β2'''1(T/Tcr)+β2'''2(T/Tcr)2+β3'''1(L1/Lmax)+β3'''2(L1/Lmax)2+β4'''1(D/Dmax)+β4'''2(D/Dmax)2+β5'''1(hgb/hgb‑max)+β5'''2(hgb/hgb‑max)2+β6'''1(hbw/hbw‑max)+β6'''2(hbw/hbw‑max)2+β7'''1G+β7'''2G2+β’7''3G3+ε''']   （12）‑[β0'''+β1'''1(P/Pcr)+β1'''2(P/Pcr)2+β2'''1(T/Tcr)+β2'''2(T/Tcr)2+β3'''1(L2/Lmax)+β3'''2(L2/Lmax)2+β'4''1(D/Dmax)+β4'''2(D/Dmax)2+β5'''1(hgb/hgb‑max)+β5'''2(hgb/hgb‑max)2+β6'''1(hbw/hbw‑max)+β6'''2(hbw/hbw‑max)2+β7'''1G+β7'''2G2+β'7''3G3+ε''']δt3=[β0''''+β1'''1'(P/Pcr)+β1'''2'(P/Pcr)2+β2''''1(T/Tcr)+β2''''2(T/Tcr)2+β3''''1(L1/Lmax)+β3''''2(L1/Lmax)2+β'4'''1(D/Dmax)+β'4'''2(D/Dmax)2+β5''''1(hbw/hbw‑max)+β5''''2(hbw/hbw‑max)2+β6''''1G+β6''''2G2+ε'''']   （13）‑[β0''''+β1'''1'(P/Pcr)+β1'''2'(P/Pcr)2+β2''''1(T/Tcr)+β2''''2(T/Tcr)2+β3''''1(L2/Lmax)+β3''''2(L2/Lmax)2+β4''''1(D/Dmax)+β4''''2(D/Dmax)2+β5''''1(hbw/hbw‑max)+β5''''2(hbw/hbw‑max)2+β6''''1G+β6''''2G2+ε'''']式（11）、式（12）和式（13）中，δt1表示微漏情况下第一个代表点、第二个代表点之间在假定泄漏量下的理论温度差值，δt2表示一般泄漏情况下第一个代表点、第二个代表点之间在假定泄漏量下的理论温度差值，δt3表示严重泄漏情况下第一个代表点、第二个代表点之间在假定泄漏量下的理论温度差值，β0''、β1''1、β1''2、……β'7'1、β'7'2、β'7'3分别表示计算管壁温度的拟合系数，ε''表示计算管壁温度的随机误差；β0'''、β1'''1、β1'''2、……β'7''1、β'7''2、β7''3'分别表示计算管壁温度的拟合系数，ε'''表示计算管壁温度的随机误差；β0''''、β1''1''、β1''2''……β6'''1'、β6'''2'分别表示计算管壁温度的拟合系数，ε''''表示计算管壁温度的随机误差；P表示待检测蒸汽疏水阀前端的管道内输送的蒸汽压力，Pcr表示蒸汽的临界压力，T表示待检测蒸汽疏水阀前端的管道内输送的蒸汽温度，Tcr表示蒸汽的临界温度，L1表示第一个代表点前段疏水管道的长度，L2表示第二个代表点前段疏水管道的长度，Lmax表示同类型蒸汽疏水系统中疏水管道的最大长度，D表示待检测蒸汽疏水阀前端疏水管道的内径，Dmax表示同类型蒸汽疏水系统中疏水管道最大管道内径，hgb表示待检测蒸汽疏水阀前端疏水管道的管壁厚度，hgb‑max表示同类型蒸汽疏水系统中疏水管道管壁最大厚度，hbw表示待检测蒸汽疏水阀前端疏水管道的保温层厚度，hbw‑max表示同类型蒸汽疏水系统中疏水管道的保温层最大厚度，G表示假定泄漏量；8）判定第一个代表点、第二个代表点之间在假定泄漏量下的理论温度差值与第一个代表点、第二个代表点之间的实测温度差值是否满足式（14），如果满足式（14）则将当前的假定泄漏量作为第一个代表点、第二个代表点之间温度差值对应的泄漏量，跳转执行步骤9），否 则跳转执行步骤7）重新假定泄漏量以确定第一个代表点、第二个代表点之间温度差值对应的泄漏量；|δjd‑δs|/δs≤0.1%    （14）式（14）中，δjd表示第一个代表点、第二个代表点之间在假定泄漏量下的理论温度差值，δs表示第一个代表点、第二个代表点之间的实测温度差值；9）根据第一个代表点对应的泄漏量、第二个代表点对应的泄漏量以及第一个代表点、第二个代表点之间温度差值对应的泄漏量三者中选择一个作为待检测蒸汽疏水阀的最终内漏泄漏量输出。