CN116698234A - 电站锅炉压力管道压力预警方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电站锅炉压力管道压力预警方法及系统，属于压力管道压力测量技术领域。该方法包括：向缠绕在电站锅炉压力管道上的第一涡流检测线圈组施加交变电流，以获取第一涡流检测线圈组的归一化阻抗响应信号幅值；将获取到的归一化阻抗响应信号幅值与预先构建的归一化阻抗响应信号幅值‑压力值目标曲线进行匹配，确定电站锅炉压力管道的压力值；当电站锅炉压力管道的压力值达到预设压力值时，控制对应发电机降负荷运行。本发明基于对电站锅炉压力管道应力的非接触式的检测，避免了应力检测存在干扰的情况，从而能够准确地对电站锅炉压力管道进行压力预警。
Description
技术领域
本发明涉及压力管道压力测量技术领域，具体地涉及一种电站锅炉压力管道压力预警方法及电站锅炉压力管道压力预警系统。
背景技术
压力管道是用于利用一定的压力输送气体或者液体的管状设备，承受着高温、高压和腐蚀工况。电站锅炉压力管道一般使用金属材料，内部工作介质为高温高压水蒸气，在使用过程中会因冲刷、蠕变等发生局部减薄、局部材料劣化等缺陷(表现为局部直管、弯头处壁厚减小或者硬度降低)，二者的变化都会减少压力管道对内部工作介质应力的承受能力。如果超出临界值，压力管道就无法承受工作应力，就会致使管道胀粗、变形以致爆破失效，发生恶劣设备事故。因此，需要对压力管道进行应力监测成为了必不可少的工作。
目前，主要是通过在压力管道上安装安全状态在线监测装置(装设应变片、声发射等基于接触式传感器)来接收管道的应力、噪声等信号。
但是，由于电站锅炉压力管道使用环境为高温、高压、高噪音环境，对接触式传感器信号存在一定干扰，导致无法准确地监测压力管道的应力，从而无法准确地对压力管道进行压力预警。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种电站锅炉压力管道压力预警方法及系统，以解决无法准确地对压力管道进行压力预警的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种电站锅炉压力管道压力预警方法及系统，包括：
向缠绕在电站锅炉压力管道上的第一涡流检测线圈组施加交变电流，以获取所述第一涡流检测线圈组的归一化阻抗响应信号幅值；
将获取到的归一化阻抗响应信号幅值与预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线进行匹配，确定电站锅炉压力管道的压力值；所述预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线用于表征不同归一化阻抗响应信号幅值及其对应压力值之间的映射关系；
当所述电站锅炉压力管道的压力值达到预设压力值时，控制对应发电机降负荷运行。
可选地，所述预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线基于非接触式压力管道应力检测系统确定；所述非接触式压力管道应力检测系统包括：
第二涡流检测线圈组，缠绕于正常压力管道及爆破测试压力管道上；
涡流检测仪，与所述第二涡流检测线圈组连接，用于向所述第二涡流检测线圈组施加交变电流，以及检测所述第二涡流检测线圈组的归一化阻抗响应信号幅值；
压力泵，与所述爆破测试压力管道连接，用于向所述爆破测试压力管道施加压力。
可选地，所述正常压力管道与爆破测试压力管道的厚度、外径、材质均相同。
可选地，所述第二涡流检测线圈组在所述正常压力管道表面绕接的匝数和匝距与在所述爆破测试压力管道表面绕接的匝数和匝距均相同。
可选地，所述预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线通过以下方式得到：
通过所述涡流检测仪向所述第二涡流检测线圈组施加交变电流，初始化所述第二涡流检测线圈组的归一化阻抗响应信号幅值；
通过所述压力泵向所述爆破测试压力管道施加压力，直至达到所述爆破测试压力管道对应的最大压力值，通过所述涡流检测仪获取不同压力下所述第二涡流检测线圈组的归一化阻抗响应信号幅值，生成包括不同归一化阻抗响应信号幅值及其对应压力值的归一化阻抗响应信号幅值-压力值参考曲线；
从生成的归一化阻抗响应信号幅值-压力值参考曲线中获取多个包括归一化阻抗响应信号幅值及其对应压力值的目标检测点；
基于对获取到的目标检测点进行曲线拟合，得到所述预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线。
可选地，所述初始化所述第二涡流检测线圈组的归一化阻抗响应信号幅值，包括：
调节所述涡流检测仪，使得所述第二涡流检测线圈组的归一化响应信号幅值为预设初始值。
可选地，所述从生成的归一化阻抗响应信号幅值-压力值参考曲线中获取多个包括归一化阻抗响应信号幅值及其对应压力值的目标检测点，包括：
确定生成的归一化阻抗响应信号幅值-压力值参考曲线中压力值与生成的归一化阻抗响应信号幅值-压力值参考曲线中最大压力值的比值分别达到不同的预设比值时的压力值及其对应的归一化阻抗响应信号幅值为目标检测点。
可选地，所述基于对获取到的目标检测点进行曲线拟合，得到所述预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线，包括：
建立表征归一化阻抗响应信号幅值及其对应预测压力值之间的映射关系的初始的曲线二次函数；
通过建立的初始的曲线二次函数计算各目标检测点中归一化阻抗响应信号幅值对应的预测压力值；
计算得到的预测压力值与对应目标检测点中归一化阻抗响应信号幅值在所述归一化阻抗响应信号幅值-压力值参考曲线中对应的压力值之间的误差平方和；
通过最小二乘法，依据得到的各误差平方及所述初始的曲线二次函数得到表征不同归一化阻抗响应信号幅值及其对应压力值的目标拟合函数；
依据得到的目标拟合函数，构建所述预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线。
可选地，所述电站锅炉压力管道压力预警方法还包括：
获取所述第一涡流检测线圈组的相对磁导率、有效磁导率和外径；
利用公式(1)，对获取到的归一化阻抗响应信号幅值、相对磁导率和有效磁导率进行计算，得到填充系数；
其中，η表示填充系数，p表示获取到的归一化阻抗响应信号幅值；ur表示第一涡流检测线圈组的相对磁导率；ueff表示第一涡流检测线圈组的有效磁导率；
利用公式(2)，对所述第一涡流检测线圈组的外径和所述填充系数进行计算，得到电站锅炉压力管道的外径；
其中，d表示电站锅炉压力管道的外径，D表示第一涡流检测线圈组的外径。
本发明实施例的第二方面，还提供一种电站锅炉压力管道压力预警系统，包括：
数据获取模块，用于向缠绕在电站锅炉压力管道上的第一涡流检测线圈组施加交变电流，以获取所述第一涡流检测线圈组的归一化阻抗响应信号幅值；
压力计算模块，用于将获取到的归一化阻抗响应信号幅值与预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线进行匹配，确定电站锅炉压力管道的压力值；所述预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线用于表征不同归一化阻抗响应信号幅值及其对应压力值之间的映射关系；
预警控制模块，用于当所述电站锅炉压力管道的压力值达到预设压力值时，控制对应发电机降负荷运行。
在本实施例中，向缠绕在电站锅炉压力管道上的第一涡流检测线圈组施加交变电流，以获取第一涡流检测线圈组的归一化阻抗响应信号幅值；将获取到的归一化阻抗响应信号幅值与预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线进行匹配，确定电站锅炉压力管道的压力值；当电站锅炉压力管道的压力值达到预设压力值时，控制对应发电机降负荷运行。本发明基于对电站锅炉压力管道应力的非接触式的检测，实现了无需直接接触电站锅炉压力管道本体，避免了应力检测存在干扰的情况，从而能够准确地对电站锅炉压力管道进行压力预警。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是本发明实施例提供的电站锅炉压力管道压力预警方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的非接触式压力管道应力检测系统的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的他比式涡流线圈组的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值参考曲线的示意图；
图5是本发明实施例提供的电站锅炉压力管道压力预警系统的结构示意图。
附图标记说明
1、正常压力管道；2、爆破测试压力管道；
3、第二涡流检测线圈组；4、信号线；
5、涡流检测仪；6、连通管；7、压力泵。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
在本发明实施例的描述中，技术术语“第一”、“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在介绍本发明之前，先对本发明的发明构思进行说明：
以电磁感应原理为基础，当载有交变电流的他比式涡流线圈组靠近压力管道时，由于线圈磁场的作用，他比式涡流线圈组感生出涡流，涡流的大小、相位及流动形式受到压力管道的性能及有无缺陷等因素的影响，而涡流的反作用磁场又使他比式涡流线圈组的阻抗发生变化，从而构建归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线。因此，在实际检测过程中，将缠绕在压力管道上的涡流检测线圈组的归一化阻抗响应信号幅值与预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线进行匹配，就可以判断出被测试件的性能及有无缺陷，由于构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线是在涡流检测线圈组缠绕在压力管道的表面，没有与压力管道接触的情况下构建的，所以实现了对压力管道压力的非接触式检测，从而避免了应力检测存在干扰的情况，进而能够准确地对电站锅炉压力管道进行压力预警。
参照图1，图1是本发明实施例提供的电站锅炉压力管道压力预警方法的流程示意图，该方法包括以下步骤：
S100，向缠绕在电站锅炉压力管道上的第一涡流检测线圈组施加交变电流，以获取第一涡流检测线圈组的归一化阻抗响应信号幅值；
可理解的是，通过涡流检测仪向缠绕在电站锅炉压力管道上的第一涡流检测线圈组施加交变电流，并通过涡流检测仪获取第一涡流检测线圈组的归一化阻抗响应信号幅值。本发明实施例对于涡流检测仪的类型、型号不做具体限定。
第一涡流检测线圈组的类型包括但不限于：自感式、自比式和他比式。自感式涡流检测线圈组是用一组线圈缠绕在一根电站锅炉压力管道上，自比式涡流检测线圈组是用两组间距很近的线圈缠绕在电站锅炉压力管道一根管道上，而他比式涡流检测线圈组是用一组线圈缠绕在两根压力管道上。本发明实施例对涡流检测线圈组的类型不做具体限定。
可理解的是，由于交变电流的大小和防线都是周期性地在变化，而交流电流的流动伴随着变化的磁场，磁场变化会在铁磁材料中产生涡电流。因此，只有向缠绕在电站锅炉压力管道上的第一涡流检测线圈组施加交变电流，才能获得第一涡流检测线圈组的归一化阻抗响应信号幅值，向缠绕在电站锅炉压力管道上的第一涡流检测线圈组施加直流电流，则不能获得第一涡流检测线圈组的归一化阻抗响应信号幅值。
归一化阻抗响应信号幅值是指当压力管道出现涨粗、变形时，涡流检测线圈由于提离效应、填充系数和导电性等参数产生影响而导致的阻抗信号幅值的变化。
S200，将获取到的归一化阻抗响应信号幅值与预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线进行匹配，确定电站锅炉压力管道的压力值；预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线用于表征不同归一化阻抗响应信号幅值及其对应压力值之间的映射关系；
预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线是用于表征不同归一化阻抗响应信号幅值及其对应压力值之间的映射关系，而且是基于涡流检测技术得到的压力管道的压力及其对应的幅值构建的。关于归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线的具体构建过程在后续进行详细说明，此处不再赘述。
S300，当电站锅炉压力管道的压力值达到预设压力值时，控制对应发电机降负荷运行。
在一实施例中，当电站锅炉压力管道的压力值达到预设压力值时，生成报警信号，并将报警信号上传至对应发电机控制系统，以控制对应发电机降负荷运行。
在一实施例中，可通过涡流检测仪上传报警信号至对应发电机控制系统。
需要说明的是，由于当发电机需要升负荷运行时，此时锅炉会释放出大量的蒸汽，而当大量的蒸汽经过电站锅炉压力管道时电站锅炉压力管道的应力会变大，因此，当电站锅炉压力管道的压力值达到预设压力值时，要想保证电站锅炉压力管道不会损坏，则需要控制发电机降负荷运行。
在本实施例中，向缠绕在电站锅炉压力管道上的第一涡流检测线圈组施加交变电流，以获取第一涡流检测线圈组的归一化阻抗响应信号幅值；将获取到的归一化阻抗响应信号幅值与预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线进行匹配，确定电站锅炉压力管道的压力值；当电站锅炉压力管道的压力值达到预设压力值时，控制对应发电机降负荷运行。本发明基于对电站锅炉压力管道应力的非接触式的检测，实现了无需直接接触电站锅炉压力管道本体，避免了应力检测存在干扰的情况，从而能够准确地对电站锅炉压力管道进行压力预警。
可选地，参照图2，预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线基于非接触式压力管道应力检测系统确定；非接触式压力管道应力检测系统包括：第二涡流检测线圈组3，缠绕于正常压力管道1及爆破测试压力管道2上；涡流检测仪5，与第二涡流检测线圈组3连接，用于向第二涡流检测线圈组3施加交变电流，以及检测第二涡流检测线圈组3的归一化阻抗响应信号幅值；压力泵7，与爆破测试压力管道2连接，用于向爆破测试压力管道2施加压力。
需要说明的是，本实施是利用涡流检测技术来实现压力管道的非接触式无损检测。
需要说明的是，本实施例中的第二涡流检测线圈组3的类型以他比式涡流线圈组为例进行说明，后续均是用他比式涡流线圈组进行说明，后续不再赘述，而其他类型的涡流检测线圈组同样适用于本发明。
涡流检测是利用交变磁场在导电材料中所感应涡流的电磁效应评价被检工件的非接触式无损检测方法。涡流检测以电磁感应原理为基础，当涡流检测线圈内部的压力管道的外径发生变化时，会对涡流检测线圈组的提离效应、填充系数和导电性等参数产生影响，可造成涡流检测线圈归一化阻抗信号的改变，反过来当压力管道如果出现涨粗、变形，会影响与涡流检测线圈之间的间隙大小，进而提离效应会发生变化，所以我们通过对提离效应产生的阻抗信号的变化进行采集，从而来判断压力管道外径的变化情况。
提离是指涡流检测线圈与压力管道之间的间隙。
填充系数是描述涡流检测线圈组与压力管道的耦合程度，而填充系数与涡流检测线圈组外径和压力管道外径的关系表达如下：
η＝d2/D2；其中，D表示涡流检测线圈组外径，d表示压力管道的外径。
Z/Z0＝1-η+η×μr×μeff；其中，Z/Z0表示归一化阻抗响应信号幅值；η表示填充系数；μr表示相对磁导率；μeff表示有效磁导率。
正常压力管道1是用以模拟正常工作下未发生明显胀粗、变形的压力管道。
爆破测试压力管道2是用以模拟发生明显胀粗、变形以致爆破失效的压力管道。
本发明实施例对压力泵7的类型和型号不做具体限定。
涡流检测仪5利用导电材料在交变磁场中产生涡流的性质，检测导电材料叠加磁场的变化信号以表征材料缺陷的仪器。
在一实施例中，第二涡流检测线圈组3可通过信号线4连接涡流检测仪5。
在一实施例中，爆破测试压力管道2可通过连通管6连通压力泵7。
在本实施例中，由于正常压力管道1和存在壁厚减薄、硬度降低发生胀粗、变形的压力管道的涡流响应不同的特性，所以通过压力泵7向爆破测试压力管道2施加压力来模拟压力管道受到的压力，并通过涡流检测仪5来检测第二涡流检测线圈组3的归一化阻抗响应信号幅值，从而得到压力管道的压力值及其对应的归一化阻抗响应信号幅值的之间的关系，也即构建出了归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线。
可选地，参照图3，正常压力管道1与爆破测试压力管道2的厚度、外径、材质均相同。
在本实施例中，通过正常压力管道1与爆破测试压力管道2的厚度、外径和材质配置成一样，使得能够确保测试实验结果的可靠性，从而能够准确地构建出归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线。
可选地，参照3，第二涡流检测线圈组3在正常压力管道1表面绕接的匝数和匝距与在爆破测试压力管道2表面绕接的匝数和匝距均相同。
在本实施例中，在爆破测试压力管道2和正常压力管道1表面上缠绕相同匝数和匝距的第二涡流检测线圈组3，使得能够确保测试实验结果的可靠性，从而能够准确地构建出归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线。
可选地，预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线通过以下方式得到：
S210，通过涡流检测仪5向第二涡流检测线圈组3施加交变电流，初始化第二涡流检测线圈组3的归一化阻抗响应信号幅值；
可理解的是，为了抵消系统的误差，保证测试实验的准确性，所以需要初始化第二涡流检测线圈组3的归一化阻抗响应信号幅值。其中，可以通过调节涡流检测仪5，使得第二涡流检测线圈组3的归一化响应信号幅值为预设初始值，以避免系统误差。
在一实施中，初始化第二涡流检测线圈组3的归一化阻抗响应信号幅值可以是将第二涡流检测线圈组3的归一化阻抗响应信号幅值调整到零，还可以是将第二涡流检测线圈组3的归一化阻抗响应信号幅值调整到一个预设值，本实施例对此不做具体限定。
S220，通过压力泵7向爆破测试压力管道2施加压力，直至达到爆破测试压力管道2对应的最大压力值，通过涡流检测仪5获取不同压力下第二涡流检测线圈组3的归一化阻抗响应信号幅值，生成包括不同归一化阻抗响应信号幅值及其对应压力值的归一化阻抗响应信号幅值-压力值参考曲线；
具体地，爆破测试压力管道2的外径在不断增大的内压力作用下持续变大，试样管会经历胀粗、变形直至爆破泄漏。因此利用压力泵7通过连通管6对爆破测试压力管道2施加压力，加压直至爆破测试压力管道2破裂(也即达到爆破测试压力管道2对应的最大压力值)，由于外径的变化会带来涡流相应信号的变化，在此过程中通过涡流检测仪5连续采集爆破测试压力管道2的归一化阻抗响应信号幅值，从而构建出了如图4所示的归一化阻抗响应信号幅值-压力值参考曲线。
S230，从生成的归一化阻抗响应信号幅值-压力值参考曲线中获取多个包括归一化阻抗响应信号幅值及其对应压力值的目标检测点；
S240，基于对获取到的目标检测点进行曲线拟合，得到预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线。
需要说明的是，由于归一化阻抗响应信号幅值-压力值参考曲线它只能有限或者近似的表达压力管道的压力值及其对应的归一化响应信号幅值之间的关系，为了能够在任意情况下表达压力管道的压力值及其对应的归一化响应信号幅值之间关系，因此需要对归一化阻抗响应信号幅值-压力值参考曲线上的检测点进行曲线拟合，以获得归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线。
需要说明的，曲线拟合的方法包括但不限于：最小二乘法、样条插值和多项式拟合等。
在本实施例中，由于爆破测试压力管道2的外径在不断增大的内压力作用下持续变大，试样管会经历胀粗、变形直至爆破泄漏，而外径的变化会带来涡流相应信号的变化，因此利用压力泵7通过连通管6对爆破测试压力管道2施加压力，直至达到爆破测试压力管道2对应的最大压力值，涡流检测仪5获取不同压力下第二涡流检测线圈组3的归一化阻抗响应信号幅值，从而构建出了如图4所示的归一化阻抗响应信号幅值-压力值参考曲线，最后从生成的归一化阻抗响应信号幅值-压力值参考曲线中获取多个包括归一化阻抗响应信号幅值及其对应压力值的目标检测点，最后基于对获取到的目标检测点进行曲线拟合，得到预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线，从而使得后续在实际应用过程中可以直接根据归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线对任意时刻的缠绕在电站锅炉压力管道的涡流检测线圈的归一化阻抗响应信号幅值进行匹配，从而可以得到电站锅炉压力管道的压力值。
可选地，上述步骤S230具体还可以包括：
确定生成的归一化阻抗响应信号幅值-压力值参考曲线中压力值与生成的归一化阻抗响应信号幅值-压力值参考曲线中最大压力值的比值分别达到不同的预设比值时的压力值及其对应的归一化阻抗响应信号幅值为目标检测点。
为了便于理解，以下参照图4进行举例说明：
如图4所示，图4中的曲线中包括压力值与最大压力的比值为25％、50％、75％和100％及其对应的归一化阻抗响应信号幅值为X1、X2、X3和X4的4个点，将这个4个点作为目标检测点。
可选地，上述步骤S240具体还可以包括：
S241，建立表征归一化阻抗响应信号幅值及其对应预测压力值之间的映射关系的初始的曲线二次函数；
S242，通过建立的初始的曲线二次函数计算各目标检测点中归一化阻抗响应信号幅值对应的预测压力值；
S243，计算得到的预测压力值与对应目标检测点中归一化阻抗响应信号幅值在归一化阻抗响应信号幅值-压力值参考曲线中对应的压力值之间的误差平方和；
S244，通过最小二乘法，依据得到的各误差平方及初始的曲线二次函数得到表征不同归一化阻抗响应信号幅值及其对应压力值的目标拟合函数；
S245，依据得到的目标拟合函数，构建预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线。
以下对函数拟合过程进行说明：
首先，设定一个表征归一化阻抗响应信号幅值及其对应预测压力值之间的映射关系的初始的曲线二次函数P＝a(X)2+b(X)+c；其中，P：爆破测试压力管道的压力值，MPa；X：归一化阻抗幅值，dB；a，b分别为所述待拟合方程X的二次幂、一次幂系数，c为常数。
X分别为X1、X2、X3、X4时，通过P＝a(X)2+b(X)+c可以得到对应的预测值P1、P2、P3、P4，得到4个目标检测点。
由于P＝a(X)2+b(X)+c是一个近似关系，所以预测值与实际值会存在一定的误差(Si)，可用下式表示：Si＝Pi-Pi′，i＝1，2，3，4，其中，Pi为X取Xi时的实际值；Pi′为X取Xi时的预测值。
记误差平方和为S(a，b，c)，误差平方和的公式为：
根据最小二乘法，利用上面采集的四组数据，求出S对a，b，c的偏导并令其为零，进而可以得出a，b，c的值，带入到P＝a(X)2+b(X)+c中，得到目标拟合函数。
在本实施例中，由于归一化阻抗响应信号幅值-压力值参考曲线它只能有限或者近似的表达压力管道的压力值及其对应的归一化响应信号幅值之间的关系，所以对归一化阻抗响应信号幅值-压力值参考曲线上的检测点进行曲线拟合，以获得归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线，从而能够在任意情况下表达压力管道的压力值及其对应的归一化响应信号幅值之间关系。
可选地，电站锅炉压力管道压力预警方法还包括：
S400，获取第一涡流检测线圈组的相对磁导率、有效磁导率和外径；
S500，利用公式(1)，对获取到的归一化阻抗响应信号幅值、相对磁导率和有效磁导率进行计算，得到填充系数；
其中，η表示填充系数，p表示获取到的归一化阻抗响应信号幅值；ur表示第一涡流检测线圈组的相对磁导率；ueff表示第一涡流检测线圈组的有效磁导率；
S600，利用公式(2)，对第一涡流检测线圈组的外径和填充系数进行计算，得到电站锅炉压力管道的外径；
其中，d表示电站锅炉压力管道的外径，D表示第一涡流检测线圈组的外径。
基于前述提到的填充系数与涡流检测线圈组外径和压力管道外径的关系，所以将p＝1-η+η×μr×μeff进行逆运算，即可得到将η＝d2/D2进行逆运算，即可得到/>
具体地，将获取的第一涡流检测线圈组的归一化阻抗响应信号幅值，代入公式(1)，即可算出填充系数，然后将填充系数代入(2)，即可算出电站锅炉压力管道的外径。
在本实施例中，通过利用公式(1)和(2)，可以计算出电站锅炉压力管道的外径，从而能够量化电站锅炉压力管道的膨胀、变形的具体情况。
参照图5，图5是本发明实施例提供的电站锅炉压力管道压力预警系统的结构示意图。
基于同样的发明构思，本发明实施例还提供一种电站锅炉压力管道压力预警系统200，包括：
数据获取模块210，用于向缠绕在电站锅炉压力管道上的第一涡流检测线圈组施加交变电流，以获取第一涡流检测线圈组的归一化阻抗响应信号幅值；
压力计算模块220，用于将获取到的归一化阻抗响应信号幅值与预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线进行匹配，确定电站锅炉压力管道的压力值；预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线用于表征不同归一化阻抗响应信号幅值及其对应压力值之间的映射关系；
预警控制模块230，用于当电站锅炉压力管道的压力值达到预设压力值时，控制对应发电机降负荷运行。
应理解的是，该装置与上述的电站锅炉压力管道压力预警方法实施例对应，能够执行上述方法实施例涉及的各个步骤，该装置具体的功能可以参见上文中的描述，为避免重复，此处适当省略详细描述。该装置包括至少一个能以软件或固件(firmware)的形式存储于存储器中或固化在装置的操作系统(operating system，OS)中的软件功能模块。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
另外，在本发明实施例各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种电站锅炉压力管道压力预警方法，其特征在于，包括：
向缠绕在电站锅炉压力管道上的第一涡流检测线圈组施加交变电流，以获取所述第一涡流检测线圈组的归一化阻抗响应信号幅值；
将获取到的归一化阻抗响应信号幅值与预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线进行匹配，确定电站锅炉压力管道的压力值；所述预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线用于表征不同归一化阻抗响应信号幅值及其对应压力值之间的映射关系；
当所述电站锅炉压力管道的压力值达到预设压力值时，控制对应发电机降负荷运行。
2.根据权利要求1所述的电站锅炉压力管道压力预警方法，其特征在于，所述预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线基于非接触式压力管道应力检测系统确定；所述非接触式压力管道应力检测系统包括：
第二涡流检测线圈组，缠绕于正常压力管道及爆破测试压力管道上；
涡流检测仪，与所述第二涡流检测线圈组连接，用于向所述第二涡流检测线圈组施加交变电流，以及检测所述第二涡流检测线圈组的归一化阻抗响应信号幅值；
压力泵，与所述爆破测试压力管道连接，用于向所述爆破测试压力管道施加压力。
3.根据权利要求2所述的电站锅炉压力管道压力预警方法，其特征在于，所述正常压力管道与爆破测试压力管道的厚度、外径、材质均相同。
4.根据权利要求2所述的电站锅炉压力管道压力预警方法，其特征在于，所述第二涡流检测线圈组在所述正常压力管道表面绕接的匝数和匝距与在所述爆破测试压力管道表面绕接的匝数和匝距均相同。
5.根据权利要求2所述的电站锅炉压力管道压力预警方法，其特征在于，所述预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线通过以下方式得到：
通过所述涡流检测仪向所述第二涡流检测线圈组施加交变电流，初始化所述第二涡流检测线圈组的归一化阻抗响应信号幅值；
通过所述压力泵向所述爆破测试压力管道施加压力，直至达到所述爆破测试压力管道对应的最大压力值，通过所述涡流检测仪获取不同压力下所述第二涡流检测线圈组的归一化阻抗响应信号幅值，生成包括不同归一化阻抗响应信号幅值及其对应压力值的归一化阻抗响应信号幅值-压力值参考曲线；
从生成的归一化阻抗响应信号幅值-压力值参考曲线中获取多个包括归一化阻抗响应信号幅值及其对应压力值的目标检测点；
基于对获取到的目标检测点进行曲线拟合，得到所述预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线。
6.根据权利要求5所述的电站锅炉压力管道压力预警方法，其特征在于，所述初始化所述第二涡流检测线圈组的归一化阻抗响应信号幅值，包括：
调节所述涡流检测仪，使得所述第二涡流检测线圈组的归一化响应信号幅值为预设初始值。
7.根据权利要求5所述的电站锅炉压力管道压力预警方法，其特征在于，所述从生成的归一化阻抗响应信号幅值-压力值参考曲线中获取多个包括归一化阻抗响应信号幅值及其对应压力值的目标检测点，包括：
确定生成的归一化阻抗响应信号幅值-压力值参考曲线中压力值与生成的归一化阻抗响应信号幅值-压力值参考曲线中最大压力值的比值分别达到不同的预设比值时的压力值及其对应的归一化阻抗响应信号幅值为目标检测点。
8.根据权利要求5所述的电站锅炉压力管道压力预警方法，其特征在于，所述基于对获取到的目标检测点进行曲线拟合，得到所述预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线，包括：
建立表征归一化阻抗响应信号幅值及其对应预测压力值之间的映射关系的初始的曲线二次函数；
通过建立的初始的曲线二次函数计算各目标检测点中归一化阻抗响应信号幅值对应的预测压力值；
计算得到的预测压力值与对应目标检测点中归一化阻抗响应信号幅值在所述归一化阻抗响应信号幅值-压力值参考曲线中对应的压力值之间的误差平方和；
通过最小二乘法，依据得到的各误差平方和所述初始的曲线二次函数得到表征不同归一化阻抗响应信号幅值及其对应压力值的目标拟合函数；
依据得到的目标拟合函数，构建所述预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线。
9.根据权利要求1所述的电站锅炉压力管道压力预警方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述第一涡流检测线圈组的相对磁导率、有效磁导率和外径；
利用公式(1)，对获取到的归一化阻抗响应信号幅值、相对磁导率和有效磁导率进行计算，得到填充系数；
其中，η表示填充系数，p表示获取到的归一化阻抗响应信号幅值；ur表示第一涡流检测线圈组的相对磁导率；ueff表示第一涡流检测线圈组的有效磁导率；
利用公式(2)，对所述第一涡流检测线圈组的外径和所述填充系数进行计算，得到电站锅炉压力管道的外径；
其中，d表示电站锅炉压力管道的外径，D表示第一涡流检测线圈组的外径。
10.一种电站锅炉压力管道压力预警系统，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于向缠绕在电站锅炉压力管道上的第一涡流检测线圈组施加交变电流，以获取所述第一涡流检测线圈组的归一化阻抗响应信号幅值；
压力计算模块，用于将获取到的归一化阻抗响应信号幅值与预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线进行匹配，确定电站锅炉压力管道的压力值；所述预先构建的归一化阻抗响应信号幅值-压力值目标曲线用于表征不同归一化阻抗响应信号幅值及其对应压力值之间的映射关系；
预警控制模块，用于当所述电站锅炉压力管道的压力值达到预设压力值时，控制对应发电机降负荷运行。
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