基于流量系數(shù)分析的調(diào)節(jié)閥外漏故障在線診斷方法

(浙江工業(yè)大學(xué) 信息工程學(xué)院，浙江 杭州 310023)

調(diào)節(jié)閥是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于化工、電力、造紙、核電和石油等領(lǐng)域[1]，由于常年和生產(chǎn)介質(zhì)接觸，且工作在高溫高壓、強(qiáng)腐蝕等惡劣環(huán)境中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種異常和故障，其中外漏就是較為常見(jiàn)的一種故障[2]。調(diào)節(jié)閥外漏會(huì)造成原材料浪費(fèi)、環(huán)境污染甚至工作人員傷亡等，從而給工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失[3-4]。人工巡檢很容易發(fā)現(xiàn)外漏故障的發(fā)生，但是工業(yè)控制系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)診斷。目前對(duì)管道泄漏的檢測(cè)方法多種多樣，比較常用的有人工巡檢或利用可攜帶儀器直接對(duì)泄漏作出響應(yīng)[5]；通過(guò)管道中聲波、壓力波、渦流、流量等物理參數(shù)和物質(zhì)平衡關(guān)系進(jìn)行檢漏[6]。所用技術(shù)包括常規(guī)的紋影成像技術(shù)檢測(cè)法、應(yīng)力波檢測(cè)技術(shù)、流量或質(zhì)量平衡法、統(tǒng)計(jì)檢漏法、動(dòng)態(tài)模型分析法，以及負(fù)壓波檢漏、漏磁檢漏和基于管內(nèi)聲波的檢漏等新型技術(shù)[7-10]。調(diào)節(jié)閥外漏主要是由閥體法蘭漏泄、填料函泄漏和閥蓋處泄漏造成的[11]，與管道泄漏形式有很大的不同，其特征在于外漏漏點(diǎn)不確定，泄漏不屬于突發(fā)式，以及泄漏量大小不確定。上述方法往往需要專門(mén)的診斷設(shè)備，而調(diào)節(jié)閥一般工作環(huán)境復(fù)雜危險(xiǎn)，安全要求嚴(yán)苛，使得這些方法難以應(yīng)用到調(diào)節(jié)閥外漏故障診斷中。

為實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥外漏故障診斷，筆者提出一種基于調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)的特征參數(shù)診斷方法。對(duì)于大部分調(diào)節(jié)閥，流量系數(shù)都是必要參數(shù)，表征調(diào)節(jié)閥容量大小、流路結(jié)構(gòu)、流量形式、調(diào)節(jié)閥類型等綜合因素對(duì)流通能力的影響。……