专利名称：平面四元阵列电站锅炉承压管泄漏定位系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于火力发电中锅炉承压管泄漏监测技术领域，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系统。
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 面的方式，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从而诊断 泄漏是否发生。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的情况，检修任务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。
发明内容本实用新型的目的是针对现有技术中“炉管泄漏检测装置的主要作用还是判断泄 漏并确定泄漏的受热面，并不能定位到具体的管排上”的不足而提供平面四元阵列电站锅 炉承压管泄漏定位系统，其特征在于，所述系统包括传声器、前置放大器、信号调理器、DAQ 板卡、互相关估计器和自适应遗传算法定位系统其中，第一传声器通过第一前置放大器与第一信号调理器的输入端相连；所述第 一信号调理器的输出端与第一 DAQ板卡通道的输入端相连；所述第一 DAQ板卡通道的输出 端分别与第一、第二以及第三互相关估计器的输入端相连；第二传声器通过第二前置放大器与第二信号调理器的输入端相连；所述第二信号 调理器的输出端与第二 DAQ板卡通道的输入端相连；所述第二 DAQ板卡通道的输出端与第 一互相关估计器的输入端相连；第三传声器通过第三前置放大器与第三信号调理器的输入端相连；所述第三信号 调理器的输出端与第三DAQ板卡通道的输入端相连；所述第三DAQ板卡通道的输出端与第 二互相关估计器的输入端相连；第四传声器通过第四前置放大器与第四信号调理器的输入端相连；所述第四信号 调理器的输出端与第四DAQ板卡通道的输入端相连；所述第四DAQ板卡通道的输出端与第 三互相关估计器的输入端相连；所述第一、第二以及第三互相关估计器的输出端均与自适应遗传算法定位系统相 连。所述传声器位于同一水平面。[0011]本实用新型的有益效果是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，具有稳健性。
图1为600MW机组锅炉承压管泄漏定位四元阵列分布图；图2为锅炉承压管泄漏定位系统拓扑图。
具体实施方式
采用平面四元阵列对电站锅炉四管泄漏进行精确定位，其传声器的阵列结构及其 在炉膛的分布如图1所示，布置传声器的测点可根据现场情况适当改动。本实施例中采用 SG-1025/17. 5-M723型号锅炉共分为A、B、C、D、E、F、G层，共28个测点。定位系统的硬件及软件拓扑结构如图2所示，每一传声器都分别通过前置放大器 与信号调理器相连。信号调理器生成的信号通过DAQ板卡采集后输入到互相关处理器，之 后再传送到软件定位系统进行计算，从而确认泄漏位置。传声器和前置放大器采用1/2英 寸预极化驻极体测量传声器MP201 (灵敏度50mV/Pa)和ICP前置放大器MA201。信号调理 器提供用于传感器的ICCP供电，并可对信号进行滤波与放大。调节档分三个1倍、10倍、 100倍，BNC接头，18V直流电源供电，调理后的信号通过68针同轴接头电缆与数据采集卡 连接。系统采用LabVIEW软件和NI PXI-6133采集卡，每通道采样速率最高可达3MS/s。 设置采样频率为fs = 102400S/s。
权利要求一种平面四元阵列电站锅炉承压管泄漏定位的系统，使用传声器收集锅炉内泄露信号，其特征在于，所述系统包括传声器、前置放大器、信号调理器、DAQ板卡、互相关估计器和自适应遗传算法定位系统其中，第一传声器通过第一前置放大器与第一信号调理器的输入端相连；所述第一信号调理器的输出端与第一DAQ板卡通道的输入端相连；所述第一DAQ板卡通道的输出端分别与第一、第二以及第三互相关估计器的输入端相连；第二传声器通过第二前置放大器与第二信号调理器的输入端相连；所述第二信号调理器的输出端与第二DAQ板卡通道的输入端相连；所述第二DAQ板卡通道的输出端与第一互相关估计器的输入端相连；第三传声器通过第三前置放大器与第三信号调理器的输入端相连；所述第三信号调理器的输出端与第三DAQ板卡通道的输入端相连；所述第三DAQ板卡通道的输出端与第二互相关估计器的输入端相连；第四传声器通过第四前置放大器与第四信号调理器的输入端相连；所述第四信号调理器的输出端与第四DAQ板卡通道的输入端相连；所述第四DAQ板卡通道的输出端与第三互相关估计器的输入端相连；所述第一、第二以及第三互相关估计器的输出端均与自适应遗传算法定位系统相连。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传声器位于同一水平面。
专利摘要本实用新型公开了属于火力发电机组的锅炉管道泄漏探测定位技术领域的一种电站锅炉“四管”泄漏声测精确定位系统。根据电站锅炉的结构特点设计出了平面四元锅炉承压管泄漏精确定位传声器阵列及其在炉膛中的布置，通过最大似然广义互相关得到时间迟延估计实现锅炉承压管泄漏的精确位置确定，具有高精度和稳健性。
文档编号G01M3/24GK201628617SQ20102015733
公开日2010年11月10日 申请日期2010年4月9日 优先权日2010年4月9日
发明者姜根山, 安连锁, 沈国清, 王鹏 申请人:华北电力大学