热力管网模型及单点泄漏故障诊断方法研究.pdf

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1、第41卷第2期华北电力大学学报VoI．41．NO．22014年3月JournalofNoAhChinaElectricPowerUniversityMar．，2014doi：10．3969／j．ISSN．1007—2691．2014．02．18热力管网模型及单点泄漏故障诊断方法研究吕玉坤，程博，赵锴，彭鑫。，李聪(1．华北电力大学能源与动力工程学院，河北保定071003；2．杭州和利时自动化有限公司，陕西西安710075；3．华能荆门热电有限责任公司，湖北荆门448002)摘要：综合对比了国内外泄漏故障诊断技术的优缺点，据此提出了枝状热力管网单点泄漏

2、的故障诊断方法一插入虚拟节点法，定义了一个管网报警阀的概念。以某市南市区的枝状热力管网从某正常运行状态过渡到故障状态为研究对象，采用图论和线性代数相结合的方法建立了热力管网水力计算模型，并应用环方程法对模型进行了求解，验证了所提方法和所设管网报警阀值域的合理性。关键词：热力管网；水力模型；单点泄漏；报警阀；故障诊断中图分类号：TU995．3文献标识码：A文章编号：1007—2691(2014)02—0107—06Researchonheatpipelinenetworkmodelingandsingle-pointleakagefaultdiagno

3、sismethodLUYu—kun，CHENGBo，PENGXin，ZHAOKai，LICong(1．SchoolofEnergyandPowerEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China；2．HangzhouHollysysAutomationCo．，Ltd，Xi’an710075，China；3．HuanengjingmenTherma1PowerCo．，Ltd，jingmen448002，China)Abstract：Advantagesanddisadva

4、ntagesofleakagefaultdiagnosistechnologyathomeandabroadareanalyzedfirstly．BasedOnthis，asinglepointofbranchedheatpipeleakagefaultdiagnosismethodisproposedandtheconceptofnet—workalarmvalveisdefinedaccordingly．Withthetransitionfromnormaloperationstatetothefaultyconditionoftheheatin

5、gnetworkofacityastheobjectoftheresearch，theheatpipenetworkmodelisdescribedbyusinggraphtheoryandlinearalgebra，andthensolvedbythemethodofHardyCross．Finally，theresultsverifiedthereasonablenessoftheproposedmethodandtherangeofthealarmthresholdvalue．Keywords：heatpipenetwork；hydraulic

6、model；sngle—pointleakage；alarmvalve；faultdiagnosis诊断的主要手段；而基于软件的故障诊断技术0引言其主要优点在于：可实时在线实现故障诊断、及时给出报警信号。因此，开展以软件为主、软硬件相近年来，随着计算机技术、信息技术、空间技结合的热力管网故障诊断方法的研究工作，以实术以及人工智能技术等的不断发展¨，热力管网现优势互补、提高热力管网管理的自动化水平，从故障诊断方法研究工作取得了突破性的进步。就而保证管网安全生产和经济运行已成必然之势。总体而言，基于硬件的故障诊断技术虽然灵敏性笔者以国际上公认的管道泄漏检

7、测与定位系好、定位准确，但由于其成本和施工费用高、实际统的9项性能指标为依据，对各种故障诊断方法管网发生泄漏情况无法预知，而且无法实时监测进行综合比较后发现：基于状态估计的实时模型每个测点，故该类技术一般不作为热力管网故障法E5,63具有可很好地解决管道内流体特性参数随时间变化的特点，但其对流量计的要求高、误报警率高，且仅适用于小泄漏的管网故障诊断。有鉴收稿日期：2013—08—20于此，本文提出了适用于枝状热力管网单点泄漏108华北电力大学学报2014钲的故障诊断方法——插入虚拟节点法。等)不随时间变化；插入虚拟节点法的基本思想是：假设管网某(3)

8、流动处于阻力平方区，AH=Sq；点泄漏后通过补水能够维持水压图达到新的平(4)动压忽略不计；衡，把泄漏点视为