(12)發(fā)明專利地址311121浙江省杭州市余杭區(qū)五常街專利權(quán)人浙江浙能溫州發(fā)電有限公司中國(guó)計(jì)量大學(xué)合伙)33213專利代理師龔如朝審查員魏軒李文華陳先托李繼軍江小明徐皎李永輝張光學(xué)一種基于聲學(xué)頻譜分析的吹灰系統(tǒng)泄漏檢本發(fā)明公開了一種基于聲學(xué)頻譜分析的吹21.一種基于聲學(xué)頻譜分析的吹灰系統(tǒng)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：包括吹灰系統(tǒng)和聲學(xué)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)；所述吹灰系統(tǒng)包括吹灰介質(zhì)母管(6)、提升閥(5)、吹灰器內(nèi)管(3)和吹灰槍管(1),提升閥(5)的進(jìn)口安裝在吹灰介質(zhì)母管(6)上，提升閥(5)的出口通過吹灰器內(nèi)管(3)與吹灰槍管(1)連接，吹灰槍管(1)上設(shè)有吹灰噴嘴(2),用于產(chǎn)生高速射流；所述聲學(xué)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)安裝于吹灰器內(nèi)管(3)上，即提升閥(5)的出口與吹灰槍管(1)之間的管道的外側(cè)，通過所述聲學(xué)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)采集通過吹灰器內(nèi)管(3)的聲學(xué)信號(hào)并進(jìn)所述聲學(xué)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)包括上蓋板(401)、聲學(xué)共鳴腔(402)、聲壓匯集管(403)、導(dǎo)聲管(404)、下蓋板(405)和高頻傳聲器(406),上蓋板(401)上所有一排多個(gè)聲學(xué)共鳴腔(402),所有聲學(xué)共鳴腔(402)分別通過管道與聲壓匯集管(403)連接，聲壓匯集管(403)與導(dǎo)聲管(404)相連通，導(dǎo)聲管(404)遠(yuǎn)離聲壓匯集管(403)的一端設(shè)置所述高頻傳聲器所述上蓋板(401)與下蓋板(405)拼接固定在一起且套設(shè)在吹灰器內(nèi)管(3)側(cè)部外側(cè)，與吹灰器內(nèi)管(3)緊密接觸連接；所述上蓋板(401)和下蓋板(405)均呈半圓形管狀，兩者相互配合緊密套設(shè)在吹灰器內(nèi)管(3)的側(cè)部外壁上；所述上蓋板(401)和下蓋板(405)通過焊接或抱箍的方式與吹灰器內(nèi)管(3)連接；所述聲學(xué)共鳴腔(402)的數(shù)量為3-6個(gè)，它們的腔體體積不同，因此具有不同的諧振頻所述導(dǎo)聲管(404)由不銹鋼制成，直徑不大于20mm,長(zhǎng)度不小于1000mm,表面無保溫。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于聲學(xué)頻譜分析的吹灰系統(tǒng)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：高頻傳聲器的頻率響應(yīng)范圍為200-50000Hz。3.一種基于聲學(xué)頻譜分析的吹灰系統(tǒng)泄漏檢測(cè)方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1-2任一所述的基于聲學(xué)頻譜分析的吹灰系統(tǒng)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)，其原理及檢測(cè)方法如下：S1:聲學(xué)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)安裝在提升閥出口與吹灰槍管之間的吹灰器內(nèi)管上，如果提升閥發(fā)生內(nèi)漏，產(chǎn)生的氣流在吹灰器內(nèi)管的位置產(chǎn)生顯著的高頻聲學(xué)信號(hào)，能夠被檢測(cè)；S2:聲學(xué)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)有3-6個(gè)不同體積的聲學(xué)共鳴腔，諧振頻率范圍為20-50kHz,用于放大音頻中高頻部分；S3:通過聲壓匯集管，將幾個(gè)聲學(xué)共鳴腔的音頻信號(hào)進(jìn)行匯總，然后通過導(dǎo)聲管傳輸至高頻傳聲器，對(duì)高頻傳聲器獲得聲信號(hào)進(jìn)行分析，得到波形、聲壓級(jí)和頻譜分布一系列指標(biāo)，通過數(shù)學(xué)模型，判定吹灰系統(tǒng)的提升閥是否發(fā)生了內(nèi)漏。4.如權(quán)利要求3所述的一種基于聲學(xué)頻譜分析的吹灰系統(tǒng)泄漏檢測(cè)方法，其特征在于，吹灰系統(tǒng)的吹灰介質(zhì)是蒸汽或壓縮空氣。3一種基于聲學(xué)頻譜分析的吹灰系統(tǒng)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)及方法技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于聲學(xué)頻譜分析的吹灰系統(tǒng)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)及方法。背景技術(shù)[0002]吹灰器是電站鍋爐中的重要組成設(shè)備，在爐膛水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器和[0003]吹灰器一般采用高壓蒸汽或壓縮空氣作為吹灰介質(zhì)，壓力一般為0.7-1.5MPa,通過拉法爾噴嘴加速后，具有很強(qiáng)的吹掃能力，但對(duì)受熱面也有一定的吹損作用。通常，吹灰器是定期啟動(dòng)，吹掃數(shù)分鐘后關(guān)閉，不會(huì)引起受熱面吹損。然而，如果吹灰器系統(tǒng)中的提升閥發(fā)生內(nèi)漏，將導(dǎo)致受熱面持續(xù)受到蒸汽或壓縮空氣吹掃，一方面浪費(fèi)大量能源，另一方在長(zhǎng)時(shí)間吹掃下極易發(fā)生爆管等事故。[0004]長(zhǎng)期以來，吹灰器吹掃不當(dāng)、提升閥內(nèi)漏等因素引發(fā)了多次鍋爐爆管事故，導(dǎo)致鍋爐停機(jī)，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此，如何有效檢測(cè)吹灰系統(tǒng)泄漏成為鍋爐安全運(yùn)行的一大難題。有些廠家在提升閥等處安裝熱電偶的方式進(jìn)行泄漏檢測(cè)，然而一方面發(fā)生內(nèi)漏時(shí)的溫度變化不明顯，另一方面如果吹灰介質(zhì)為壓縮空氣，則該方法無效。發(fā)明內(nèi)容[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本申請(qǐng)的目的在于提供一種基于聲學(xué)頻譜分析的吹灰系統(tǒng)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)及方法。[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：[0007]一種基于聲學(xué)頻譜分析的吹灰系統(tǒng)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)，包括吹灰系統(tǒng)和聲學(xué)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)；所述吹灰系統(tǒng)包括吹灰介質(zhì)母管、提升閥、吹灰器內(nèi)管和吹灰槍管，提升閥的進(jìn)口安裝在吹灰介質(zhì)母管上，提升閥的出口通過吹灰器內(nèi)管與吹灰槍管連接，吹灰槍管上設(shè)有吹[0008]聲學(xué)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)安裝于吹灰器內(nèi)管上，即提升閥出口的出口與吹灰槍管之間的管道的外側(cè)，通過所述聲學(xué)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)采集通過吹灰器內(nèi)管的聲學(xué)信號(hào)并進(jìn)行數(shù)學(xué)分板和高頻傳聲器，上蓋板上所有一排多個(gè)聲學(xué)共鳴腔，所有聲學(xué)共鳴腔分別通過管道與聲壓匯集管連接，聲壓匯集管與導(dǎo)聲管相連通，導(dǎo)聲管遠(yuǎn)離聲壓匯集管的一端設(shè)置所述高頻傳聲器；上蓋板與下蓋板拼接固定在一起且套設(shè)在吹灰器內(nèi)管側(cè)部外側(cè)，與吹灰器內(nèi)管接觸連接。[0010]進(jìn)一步地，上蓋板和下蓋板均呈半圓形管狀，上蓋板與下蓋板拼接后形成套管結(jié)構(gòu)，并配合套設(shè)在吹灰器內(nèi)管的側(cè)部外壁上；所述上蓋板和下蓋板通過焊接或抱箍的方式與吹灰器內(nèi)管連接。4[0011]進(jìn)一步地，聲學(xué)共鳴腔的數(shù)量一般為3-6個(gè)，它們的腔體體積不同，因此具有不同[0012]進(jìn)一步地，導(dǎo)聲管由不銹鋼制成，直徑不大于20mm,長(zhǎng)度不小于1000mm,表面無保溫，以防止吹灰介質(zhì)為高溫蒸汽時(shí)產(chǎn)生的高溫對(duì)高頻傳聲器的不利影響。高頻傳聲器的頻率響應(yīng)范圍為200-50000Hz。[0013]基于聲學(xué)頻譜分析的吹灰系統(tǒng)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)，無論吹灰介質(zhì)是蒸汽或壓縮空氣，該系統(tǒng)均適用。[0014]本發(fā)明提供一種基于聲學(xué)頻譜分析的吹灰系統(tǒng)泄漏檢測(cè)方法，其原理及檢測(cè)方法如下：(1)在提升閥出口與吹灰槍管之間的吹灰器內(nèi)管上，安裝聲學(xué)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)。如果提升閥發(fā)生內(nèi)漏，產(chǎn)生的氣流在該位置產(chǎn)生顯著的高頻聲學(xué)信號(hào)，能夠被檢測(cè)。[0015](2)泄漏檢測(cè)設(shè)備的上蓋板上設(shè)有3-6個(gè)不同體積的聲學(xué)共鳴腔，諧振頻率范圍為20-50kHz,用于放大音頻中高頻部分。[0016](3)通過聲壓匯集管，將幾個(gè)聲學(xué)共鳴腔的音頻信號(hào)進(jìn)行匯總，然后通過導(dǎo)聲管與高頻傳聲器相連。當(dāng)吹灰介質(zhì)為高溫蒸汽時(shí)，吹灰器內(nèi)管可達(dá)兩百多度，此時(shí)，由于不銹鋼的細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)聲管具有很好的散熱，能夠保證在高頻傳聲器處溫度已降低至50-60℃。[0017](4)對(duì)高頻傳聲器獲得聲信號(hào)進(jìn)行分析，得到波形、聲壓級(jí)和頻譜分布等指標(biāo)。通過數(shù)學(xué)模型，判定提升閥是否發(fā)生了內(nèi)漏。所述數(shù)學(xué)模型的處理步驟包括：①對(duì)時(shí)域信號(hào)加功率占比；④當(dāng)高于20kHz聲信號(hào)出現(xiàn)明顯峰值且高頻聲功率占比>5%時(shí)，判定發(fā)生泄漏；否則未泄漏。[0018]本發(fā)明的有益效果為：[0019]1、采用聲學(xué)信號(hào)作為吹灰系統(tǒng)閥門內(nèi)漏檢測(cè)方法，具有靈敏度高、判定準(zhǔn)確等優(yōu)附圖說明[0022]圖1為本發(fā)明的一種基于聲學(xué)頻譜分析的吹灰系統(tǒng)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)示意圖；6-吹灰介質(zhì)母管。[0024]圖2為聲學(xué)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)、吹灰器內(nèi)管、提升閥和吹灰介質(zhì)母管之間連接結(jié)構(gòu)的示[0025]圖3為聲學(xué)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中406為高頻傳聲器。[0026]圖4為聲學(xué)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)中上蓋板、聲學(xué)共鳴腔、聲壓匯集管、導(dǎo)聲管之間連接結(jié)構(gòu)的示意圖。[0027]圖5為下蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖。[0028]圖6為上蓋板和聲學(xué)共鳴腔的結(jié)構(gòu)示意圖。[0029]圖7為上蓋板和聲學(xué)共鳴腔連接結(jié)構(gòu)的剖視圖。[0030]圖8為導(dǎo)聲管端部和高頻傳聲器的結(jié)構(gòu)示意圖，其中4061為傳聲器和前置放大器；54062為供電及信號(hào)引腳。[0031]圖9為無泄漏和泄漏情況下的聲壓波形。[0032]圖10為無泄漏情況下的聲學(xué)信號(hào)頻譜分布。[0033]圖11是泄漏情況下的聲學(xué)信號(hào)頻譜分布。具體實(shí)施方式[0034]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述，需要指出的是，以下所述實(shí)施例旨在便于對(duì)本發(fā)明的理解，而對(duì)其不起任何限定作用。[0035]如圖1所示，吹灰系統(tǒng)由吹灰介質(zhì)母管6、提升閥5、吹灰器內(nèi)管3和吹灰槍管1等組成，其中吹灰槍管1上設(shè)有吹灰噴嘴2,用于產(chǎn)生高速射流。聲學(xué)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)4安裝于吹灰器內(nèi)管3上，即提升閥5出口與吹灰槍管1之間的管道的外側(cè)，通過該裝置采集聲學(xué)信號(hào)并進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，用于檢測(cè)提升閥5內(nèi)漏。提升閥5的進(jìn)口安裝在吹灰介質(zhì)母管6上。聲管404、下蓋板405和高頻傳聲器406等組成。上蓋板401上所有一排多個(gè)聲學(xué)共鳴腔402,所有聲學(xué)共鳴腔402分別通過管道與聲壓匯集管403連接，聲壓匯集管403與導(dǎo)聲管404相連通，導(dǎo)聲管404遠(yuǎn)離聲壓匯集管403的一端設(shè)置所述高頻傳聲器406。[0037]對(duì)照?qǐng)D1-圖5,上蓋板401和下蓋板405均呈半圓形管狀，兩者相互配合緊密套設(shè)在吹灰器內(nèi)管3的側(cè)部外壁上。上蓋板401和下蓋板405可以通過焊接或抱箍的方式與吹灰器內(nèi)管3連接，上蓋板401和下蓋板405拼接后形成套管結(jié)構(gòu)，緊密套設(shè)在吹灰器內(nèi)管3的側(cè)壁外側(cè)。[0038]如圖3、圖8所示，導(dǎo)聲管404由不銹鋼制成，直徑不大于20mm,長(zhǎng)度不小于1000mm,表面無需保溫，以防止吹灰介質(zhì)為高溫蒸汽時(shí)產(chǎn)生的高溫對(duì)高頻傳聲器406的不利影響。高頻傳聲器406頻率響應(yīng)范圍為200-50000Hz。[0039]如圖4-7所示，聲學(xué)共鳴腔402一般有3-6個(gè)，腔體體積互不相同，因此具有不同的諧振頻率，諧振頻率范圍為20-50kHz。對(duì)照?qǐng)D6-圖7402的腔體體積逐漸減小。聲學(xué)共鳴腔402底部與上蓋板401相通。[0040]對(duì)照?qǐng)D8,高頻傳聲器406主要包括兩部分，前端是傳聲器和前置放大器4061,后端是供電及信號(hào)引腳4062。[0041]基于聲學(xué)頻譜分析的吹灰系統(tǒng)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)，無論吹灰介質(zhì)是蒸汽或壓縮空氣，該系統(tǒng)均適用。[0042]具體的，一種基于聲學(xué)頻譜分析的吹灰系統(tǒng)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)及方法，以某臺(tái)660MW鍋爐低溫過熱器吹灰泄漏檢測(cè)為例，包括以下步驟：[0043](1)在提升閥5出口與吹灰槍管1之間的吹灰器內(nèi)管3上，安裝聲學(xué)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)4。如果提升閥5發(fā)生內(nèi)漏，產(chǎn)生的氣流在該位置產(chǎn)生顯著的高頻聲學(xué)信號(hào)，能夠被檢測(cè)。[0044](2)該吹灰器內(nèi)管3適合安裝聲學(xué)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)4的長(zhǎng)度約為310mm、外徑為65mm。因此，泄漏檢測(cè)設(shè)備的上蓋板的內(nèi)徑為65mm,上蓋板上設(shè)有5個(gè)不同腔體體積的聲學(xué)共諧振頻率范圍為20-50kHz,用于放大音頻中高頻部分。如果沒有這些共鳴腔，傳遞至高頻傳聲器406的聲信號(hào)將變得微弱，且高于20kHz的聲信號(hào)衰減比較嚴(yán)重。6[0045](3)通過Φ6mm的聲壓匯集管403,將幾個(gè)聲學(xué)共鳴腔的音頻信號(hào)進(jìn)行匯總，然后通過Φ6mm的導(dǎo)聲管404,與高頻傳聲器406相連。當(dāng)吹灰介質(zhì)為高溫蒸汽時(shí)，吹灰器內(nèi)管的溫度可達(dá)195℃,此時(shí)，由于不銹鋼的細(xì)長(zhǎng)狀的導(dǎo)聲管404具有很好的散熱，能夠保證在高頻傳聲器處406溫度已降低安全溫度，實(shí)測(cè)可以降低至45℃左右。[0047]圖9是無泄漏和泄漏情況下的聲壓波形對(duì)比，其中吹灰介質(zhì)為蒸汽(壓力1.02MPa、溫度195℃、流量為4t/h單臺(tái)),泄漏情況指的是手動(dòng)將提升閥5開啟(開度約為10%),據(jù)計(jì)算，泄漏前后的聲壓級(jí)分別為87.9dB和98.1dB(均為線性加權(quán))。[0048]圖10和圖11分別是無泄漏和泄漏情況下的聲學(xué)信號(hào)頻譜分布，是對(duì)圖9進(jìn)行傅里葉變換后得到的頻域數(shù)據(jù)。由圖可見，無泄漏時(shí)聲波主要分布在10kHz內(nèi)的低頻；發(fā)生泄露后，泄漏產(chǎn)生的管內(nèi)高速射流產(chǎn)生了明顯的高頻聲學(xué)信號(hào)，頻率