泵站管道振动状态监测研究与应用

发布时间：2020-06-12 07:58

【摘要】：压力管道作为调水工程中的关键部分,其安全稳定尤为重要,但正常运行中管道结构不可避免的受到外部环境、人为因素、水力条件等因素的影响,使其承受不同程度的干扰振动。与此同时,“地基-水流-管道”之间的耦联振动,也是促使压力管道振动的重要原因,故而,在多因素影响下,管道振动特性具有多样性和复杂性,管道实时监测成为保护系统安全运行的重要方式。本文以景泰川工程二期七泵站压力管道为研究对象进行管道结构的状态监测,从开机瞬间、稳定运行、关机瞬间三种状态下入手,采用管道原型试验数据,结合数字信息处理技术和数据级融合方法划分并提取信号特征,根据信号特性分析压力管道振动状态。研究内容主要包括以下方面:(1)泵站压力管道振动信号的特征提取。鉴于管道结构受耦合振动的影响,其振动方式较为杂乱,文中通过CEEMDAN与SVD结合的方式对信号进行降噪处理,以防后期信号特性识别中虚假信息的妨碍,增加信号评价、分析的准确度与可信度。(2)多测点数据信息融合。为全面获取管道结构的振动特性,数据采集时在结构表面分别布设了不同方位的传感器,将结构多方位的局部数据信息,通过方差贡献率的数据融合方式进行综合,从而得到一组更真实反应结构整体振动特性的新数据。基于方差贡献率的数据融合方法在传统数据融合的基础上,动态调整所有测点数据所占的比重,使得所测数据的融合系数随时间而呈现动态变化,可自动将信号中的突出信息挑选出来,有效简化了结构振动状态的监测过程。(3)相空间重构的参数选取。相空间重构作为排列熵方法(Permutation Entropy,PE)与递归理论(Recurrence theory)中的重要过程,其参数选取决定了分析结果的准确性,文中采用伪近临法(False Nearest Neighbor,FNN)与互信息法(Mutual Information,MI)分别选取相空间重构参数m、?。(4)分析并监测管道的振动状态。根据管道振动理论,结合管道各工况下的振动剧烈程度,利用排列熵算法与递归图、递归量化数据分别计算融合后振测信号特征,并将各工况下管道振动信号的熵值、递归图、递归量化指标进行对比,说明以上方法在管道状态监测方面的有效性。
【图文】：

景泰川,民勤调水工程,工程,结构表面

图 2-1 景泰川灌区Fig 2-1 Irrigation district of jingtaichuan伸向民勤调水工程，，是一项利用已建成的景泰川二调水，以缓解民勤水资源日趋减少、土地沙化、生工程于 1994 年基本建成，图 2-2 为景泰川工程现性，结构表面受到外部环境的影响，呈现出不同

景泰川,运行时间

图 2-2 景泰川工程现场图Fig 2-2 Scene graph of jingtaichuan engineering图 2-3 景泰川工程地貌Fig 2-3 Landscape of jingtaichuan engineering考察阶段，通过对工程的了解得知，由于运行时间
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TV68;TV675

【参考文献】