给水泵汽蚀检测系统及方法技术方案

本申请公开了一种给水泵汽蚀检测系统及方法。其中，给水泵汽蚀检测方法包括：接收传感器采集的给水泵、给水泵两端轴承的声学信号和给水泵的热工信号；对所述声学信号进行处理，并提取特征参数；对特征参数进行分析，以确定给水泵的声学状态；基于预设的热工参数，结合分析所述声学状态和所述热工信号，以确定所述给水泵的汽蚀检测结果。本申请的给水泵汽蚀检测系统及方法，利用声音传感器检测给水泵运行过程的声音，对所检测到的声音信号进行过滤和处理，并结合给水泵运行中热工参数，判断给水泵是否发生汽蚀，可以对给水泵运行中发生汽蚀现象发出预警信息，提示运行人员，改变给水泵运行工况，避免给水泵运行时避免发生汽蚀损坏。坏。坏。

【技术实现步骤摘要】
给水泵汽蚀检测系统及方法


[0001]本申请涉及给水泵检测
，尤其涉及一种给水泵汽蚀检测系统及方法。

技术介绍

[0002]火电厂给水泵在运行过程中，受到除氧器液位、压力和温度以及机组负荷的波动，给水泵和其前置泵容易发生汽蚀，特别是火电机组进行深度调峰或者启停备用过程中，除氧器内的工质参数会发生快速变动，对给水泵的净正吸入压头造成影响，给水泵和前置泵的汽蚀裕量不足，容易在给水泵及其壳体内部产生气泡，并在叶轮外缘叶片及盖板、蜗壳或者导轮处发生气泡破裂，产生局部真空，形成局部的高温、高压环境，对水泵叶轮及附件产生麻点和蜂窝状的破坏，对材料产生破坏作用，造成过流部件产生剥蚀和腐蚀破坏，影响水泵寿命，当给水泵发生汽蚀时，会产生较大的噪音和强烈振动，影响给水泵的安全稳定运行和造成水泵性能下降。特别是给水泵发生轻微的汽蚀，运行过程中的热力参数变化不大，且给水泵运行的振动信号没有明显异常，噪音水平也无法进行判断是否发生了汽蚀，给水泵在此运行工况下长期运行，就会对给水泵造成伤害。因此，根据给水泵运行过程中的热力参数、声音、振动等信号，来检测给水泵是否发生了汽蚀现象，显得十分必要。
[0003]当前用于检测给水泵是否发生汽蚀的方式，主要通过检测给水泵系统的热力参数，计算对应的汽蚀余量是否能够满足，从而判断给水泵是否发生汽蚀。一般地，通过检测给水泵前置泵运行状态和除氧器液位来判断是否发生汽蚀，运行中一旦给水泵前置泵跳闸后，为了防止给水泵汽蚀，联锁跳闸给水泵；当除氧器水位较低时，触发给水泵保护跳闸。
[0004]另一种检测给水泵汽蚀的方法是通过检测给水泵驱动装置的电流或者蒸汽流量变化、给水泵出入口压力变化及给水泵的本体振动和噪声来判断是否发生汽蚀。一般地，当发生汽蚀现象时，会伴随着出现给水泵驱动装置电机电流或者蒸汽流量摆动大、泵内伴随有噪声和振动声音、给水母管压力下降、泵出入口压力剧烈变化等宏观现象。
[0005]现有技术存在缺点，采用宏观的热力参数判断给水泵是否发生汽蚀，一旦检测出来，给水泵发生了长时间的或者严重的汽蚀现象，不能有效地检测给水泵发生汽蚀的临界条件，也即局部发生汽蚀或者即将发生汽蚀现象，不能对给水泵发生汽蚀给出预警信号，也不能给运行人员提供相应的参考，来调整其它参数，防止给水泵发生潜在汽蚀，或者避免汽蚀现象进一步发展，保护给水泵发生损害。

技术实现思路

[0006]本申请的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。
[0007]为此，本申请的第一个目的在于提出一种给水泵汽蚀检测系统，能够及时避免给水泵运行时避免发生汽蚀损坏。
[0008]本申请的第二个目的在于提出一种给水泵汽蚀检测方法。
[0009]为了实现上述目的，本申请第一方面实施例提出一种给水泵汽蚀检测系统，包括：
[0010]驱动装置、联轴器、给水泵、驱动端轴承、非驱动端轴承、第一传感器、第二传感器、
第三传感器、控制分析器以及服务器，
[0011]其中，所述驱动装置通过所述联轴器与所述给水泵相连，所述驱动装置用于驱动所述给水泵运行；
[0012]所述驱动端轴承设置在所述给水泵接近所述驱动装置的一端，所述驱动端轴承上设有所述第一传感器，所述第一传感器用于采集所述驱动端轴承的第一信号；
[0013]所述非驱动端轴承设置在所述给水泵远离所述驱动装置的一端，所述非驱动端轴承上设有所述第二传感器，所述第二传感器用于采集所述非驱动端轴承的第二信号；
[0014]所述第三传感器设置在所述给水泵的外壳体上，用于采集所述给水泵的第三信号；
[0015]所述控制分析器用于接收所述第一信号、所述第二信号和所述第三信号，并基于所述第一信号、所述第二信号和所述第三信号生成对应的数字信号；
[0016]所述服务器用于接收所述数字信号，并根据所述数字信号生成所述给水泵的汽蚀检测结果。
[0017]可选的，所述第一传感器和所述第二传感器以贴片形式分别布置在所述给水泵的所述驱动端轴承和所述非驱动端轴承。
[0018]可选的，所述第三传感器为两个，对称布置在所述给水泵的外壳体上。
[0019]可选的，所述第三传感器以贴片形式设置在所述给水泵的外壳体上。
[0020]可选的，所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器的检测频率范围为20Hz
‑
30kHz。
[0021]可选的，所述服务器还用于接收所述给水泵的热工信号，结合所述热工信号与所述数字信号确定所述给水泵的汽蚀检测结果。
[0022]可选的，所述系统还包括终端，所述终端包括终端工作站和/或移动终端，用于接收所述服务器发送的汽蚀检测结果。
[0023]本申请实施例的给水泵汽蚀检测系统，利用声音传感器检测给水泵运行过程的声音，对所检测到的声音信号进行过滤和处理，并结合给水泵运行中热工参数，判断给水泵是否发生汽蚀，可以对给水泵运行中发生汽蚀现象发出预警信息，提示运行人员，改变给水泵运行工况，避免给水泵运行时避免发生汽蚀损坏。
[0024]为了实现上述目的，本申请第二方面实施例提出了一种给水泵汽蚀检测方法，包括：
[0025]接收传感器采集的给水泵、给水泵两端轴承的声学信号和给水泵的热工信号；
[0026]对所述声学信号进行处理，并提取特征参数；
[0027]对所述特征参数进行分析，以确定所述给水泵的声学状态；
[0028]基于预设的热工参数，结合分析所述声学状态和所述热工信号，以确定所述给水泵的汽蚀检测结果。
[0029]可选的，方法还包括：
[0030]在确定所述给水泵的汽蚀检测结果之后，将所述汽蚀检测结果发送至终端。
[0031]可选的，对所述声学信号进行处理，并提取特征参数，包括：
[0032]将所述声学信号转换为波形信号；
[0033]对所述波形信号进行分帧处理；
[0034]对所述波形信号进行预加重处理；
[0035]对所述波形信号进行加窗操作；
[0036]提取所述波形信号的特征参数。
[0037]可选的，对所述波形信号进行预加重处理，包括：
[0038]基于公式一对所述波形信号进行预加重，公式一：其中H(z)表示高通滤波器的系统函数，z表示极点，表示预加重系数，且
[0039]可选的，对所述波形信号进行加窗操作，包括：
[0040]基于公式二对所述波形信号进行加窗操作，公式二：其中，ω(n)为窗口函数，N表示对音频信号进行分帧操作后，一定采样频率下所对应的帧数。
[0041]可选的，提取所述波形信号的特征参数，包括：
[0042]基于公式三获取所述波形信号的能量谱，公式三：P(k)＝|X(e
jw
)|2其中X(e
jw
)为原信号傅里叶变换结果；
[0043]基于公式四对所述波形信号进行滤波，公式四：
[0044]其中，k表示傅里叶变换的点数，f表示中心本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种给水泵汽蚀检测系统，其特征在于，包括驱动装置(1)、联轴器(2)、给水泵(3)、驱动端轴承(4)、非驱动端轴承(5)、第一传感器(6)、第二传感器(7)、第三传感器(8)、控制分析器(10)以及服务器(100)，其中，所述驱动装置(1)通过所述联轴器(2)与所述给水泵(3)相连，所述驱动装置(1)用于驱动所述给水泵(3)运行；所述驱动端轴承(4)设置在所述给水泵(3)接近所述驱动装置(1)的一端，所述驱动端轴承(4)上设有所述第一传感器(6)，所述第一传感器(6)用于采集所述驱动端轴承(4)的第一信号；所述非驱动端轴承(5)设置在所述给水泵(3)远离所述驱动装置(1)的一端，所述非驱动端轴承(5)上设有所述第二传感器(7)，所述第二传感器(7)用于采集所述非驱动端轴承(5)的第二信号；所述第三传感器(8)设置在所述给水泵(3)的外壳体上，用于采集所述给水泵(3)的第三信号；所述控制分析器(10)用于接收所述第一信号、所述第二信号和所述第三信号，并基于所述第一信号、所述第二信号和所述第三信号生成对应的数字信号；所述服务器(100)用于接收所述数字信号，并根据所述数字信号生成所述给水泵(3)的汽蚀检测结果。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一传感器(6)和所述第二传感器(7)以贴片形式分别布置在所述给水泵(3)的所述驱动端轴承(4)和所述非驱动端轴承(5)。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第三传感器(8)为两个，对称布置在所述给水泵(3)的外壳体上。4.如权利要求1或3所述的系统，其特征在于，所述第三传感器(8)以贴片形式设置在所述给水泵(3)的外壳体上。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一传感器(6)、所述第二传感器(7)、所述第三传感器(8)的检测频率范围为20Hz
‑
30kHz。6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述服务器(100)还用于接收所述给水泵(3)的热工信号，结合所述热工信号与所述数字信号确定所述给水泵(3)的汽蚀检测结果。7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括终端，所述终端包括终端工作站和/或移动终端，用于接收所述服务器发送的汽蚀检测结果。8.一种给水泵汽蚀检测方法，其特征在于，包括：接收传感器采集的给水泵、给水泵两端轴承的声学信号和给水泵的热工信号；对所述声学信号进行处理，并提取特征参数；对所述特征参数进行分析，以确定所述给水泵的声学状态；基于预设的热工参数，结合分析所述声学状态和所述热工信号，以确定所述给水泵的汽蚀检测结果。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：在确定所述给水泵的汽蚀检测结果之后，将所述汽蚀检测结果发送至终端。10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，对所述声学信号进行处理，并提取特征参数，包括：
将所述声学信号转换为波形信号；对所述波形信号进行分帧处理；对所述波形信号进行预加重处理；对所述波形信号进行加窗操作；提取所述波形信号的特征参数。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，对所述波形信号进行预加重处理，包括：基于公式一对所述波形信号进行预加重，公式一：其中H(z...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕可强，崔建德，武明路，袁建丽，周勇，王赵国，李军彬，杨洋，
申请(专利权)人：石家庄良村热电有限公司，
类型：发明
国别省市：