本发明属于电力工程，具体涉及一种基于感温光纤对电厂管道的巡检系统及其方法。
背景技术：
1、在电力工程领域中，巡检是确保电厂安全稳定运行的重要环节。传统的巡检方法存在着工作量大、效率低、难以覆盖全面等问题，需要一种新的技术来提高巡检效率和准确性。
2、传统电厂巡检方法主要依靠人工巡视和使用各种传感器进行监测。其中人工巡视需要耗费大量的人力和时间，无法实时感知管道的工作状态；而传感器监测方式虽然可以实现实时监测，但在覆盖范围、准确性和数据处理方面仍存在一定的局限性。
3、现有技术中使用的传感器大多为以下两种：1).传统温度传感器：传统的温度传感器可以安装在管道上进行温度监测，将温度数据传输给数据采集系统进行处理和分析。这种方式可以实现对管道温度的监测，但需要安装多个传感器覆盖整个管道，并且存在数据采集和处理的复杂性。2).红外热像仪：红外热像仪可以通过红外辐射感应管道的温度情况，并将温度图像转化为可视化的图像显示。这种方式可以实现对管道的非接触式温度监测，但对于较长的管道来说，需要移动热像仪进行扫描，操作相对复杂。
4、这些现有的传感器在管道温度监测方面存在一些缺陷和弊端，主要包括以下几点：
5、1.安装复杂：传统温度传感器需要在管道上安装多个传感器来覆盖整个管道，而红外热像仪需要移动扫描整个管道。这些安装和操作过程相对复杂，需要耗费较多的时间和人力成本。
6、2.有限覆盖范围：传统温度传感器和红外热像仪在管道温度监测时，需要安装多个传感器或者移动扫描，无法实现对整个管道的连续监测。对于较长的管道来说，监测范围有限，可能无法及时捕捉到局部温度异常。
7、3.复杂的数据处理：传统温度传感器和红外热像仪采集到的温度数据需要通过数据采集系统进行处理和分析。这涉及到数据传输、存储和处理等步骤，存在一定的复杂性和时间延迟。
8、4.不具备实时性：传统温度传感器和红外热像仪采集到的温度数据可能存在一定的延迟，无法实现对温度的实时感知和监测。在电厂等需要快速响应的场景中，延迟可能导致巡检不及时或无法及时采取措施。
技术实现思路
1、为了提高管道巡检的准确性、实时性和效率，本方案提出了一种基于感温光纤对电厂管道的巡检方法及系统。利用感温光纤作为传感器，能够实时感知管道的温度变化，并通过数据采集和处理模块进行数据处理和故障诊断。通过该系统，可以实现对管道运行状态的实时监测和故障的及时诊断，提高电厂管道的安全性和可靠性。
2、一种基于感温光纤对电厂管道的巡检方法，包括以下步骤：
3、步骤一：在主蒸汽管道、主给水管道、再热热段蒸汽管道和再热冷段蒸汽管道中铺设分布式感温光纤，采集管道温度数据；
4、步骤二：将感温光纤采集到的光学信号转换为数字信号，并对数字信号进行进一步的预处理；
5、步骤三：分析预处理后的温度数据，提取数据统计特征；
6、步骤四：根据管道历史正常温度数据分布建立温度模型，确定温度正常范围，设定异常阈值，判断采集的温度数据统计特征是否超过异常阈值，超过阈值则判定为异常；
7、步骤五：分析异常温度数据，确定故障类型和故障原因；
8、步骤六：当检测到异常时，触发警报信息，将故障类型和故障原因发送给巡检人员。
9、步骤一具体包括：
10、沿着主蒸汽管道的长度螺旋式均匀铺设分布式感温光纤，并针对主蒸汽管道的温度超过预设值的区域、弯曲部分、连接点增加光纤密度；
11、沿着主给水管道的长度径向式均匀铺设分布式感温光纤，在主给水管道的进口和出口处、易腐蚀磨损区域或压力变化超过阈值的区域增加光纤密度；
12、沿着再热热段蒸汽管道的上下游方向螺旋式布设感温光纤，在再热段蒸汽管道的温度超过预设值的区域、易腐蚀或热应力超出阈值的区域增加光纤密度；
13、沿着再热冷段蒸汽管道的上下游方向径向式布设感温光纤，在再热冷段蒸汽管道的冷却区域、易结垢、腐蚀区域增加光纤密度。
14、步骤二具体包括，
15、通过光电转换器将感温光纤采集到的光学信号转换为数字电信号，然后对数字电信号进行放大、平滑、滤波、数据插值处理，去除噪声。
16、步骤三具体包括：提取主蒸汽管道温度数据的管道上游和下游温度差作为特征值；
17、提取主给水管道温度数据的温度变化率作为主要特征值；
18、提取再热热段蒸汽管道温度超过预设值的区域的平均温度作为主要特征值；
19、提取再热冷段蒸汽管道温度低于预设值的区域的平均温度作为主要特征值。
20、步骤四具体包括：
21、收集各个管道过去一年的历史温度数据，提取历史温度数据的统计特征，包括主蒸汽管道温度数据的管道上游和下游温度差、主给水管道温度数据的温度变化率、再热热段蒸汽管道温度超过预设值的区域的平均温度、再热冷段蒸汽管道温度低于预设值的区域的平均温度；
22、根据历史温度数据，确定各管道各特征值正常范围，设定各管道温度阈值；
23、将新采集的温度数据特征与阈值范围比较，判断是否超出温度阈值；
24、如果超出温度阈值，则判定为异常情况并触发警报。
25、所述根据历史温度数据，确定各管道各特征值正常范围，设定各管道温度阈值具体包括：
26、所述主蒸汽管道的温度阈值以下式表示，
27、
28、其中，di表示单次测量的主蒸汽管道上下游温度差，n表示总测量次数，k1为根据管道环境和运行特性设定的主蒸汽管道阈值调整系数。
29、所述主给水管道的温度阈值以下式表示，
30、
31、其中，ri表示单次测量的主给水管道温度变化率，n表示总测量次数，k2为根据管道环境和运行特性设定的主给水管道阈值调整系数。
32、所述再热热段蒸汽管道的温度阈值以下式表示，
33、
34、其中，t高，i表示单次测量的再热热段蒸汽管道温度超过预设值的区域的平均温度，n表示总测量次数，k3为根据管道环境和运行特性设定的再热热段蒸汽管道阈值调整系数。
35、所述再热冷段蒸汽管道的温度阈值以下式表示，
36、
37、其中，t低，i表示单次测量的再热冷段蒸汽管道温度低于预设值的区域的平均温度，n表示总测量次数，k4为根据管道环境和运行特性设定的再热冷段蒸汽管道阈值调整系数。
38、本技术同时公开了一种利用前述巡检方法的基于感温光纤对电厂管道的巡检系统，包括数据采集模块、数据传输模块、数据分析模块、故障判断模块、报警模块，
39、所述数据采集模块利用布设的感温光纤收集主蒸汽管道、主给水管道、再热热段蒸汽管道和再热冷段蒸汽管道的温度数据，将温度数据以光信号的形式传输给数据传输模块；
40、所述数据传输模块将数据采集模块采集的光信号形式的温度数据转换为数字信号，并对数字信号进行放大、平滑、滤波、数据插值的预处理，将处理后的信号传输给数据分析模块；
41、所述数据分析模块提取采集的温度数据的统计特征，判断是否超过阈值，如果超过阈值则将异常信号传输给故障判断模块，并触发警报；
42、所述故障判断模块接受到数据分析模块传输的异常信号后，分析故障类型和故障原因，并将故障类型和故障结果发送给巡检人员；
43、所述报警模块在数据分析模块分析出异常时发出警报。
44、所述系统还包括可视化模块，所述可视化模块将数据分析结果和故障判断结果制作成图表并实时展示给巡检人员。
45、总之，本方案通过应用基于感温光纤的巡检技术，实现了对电厂管道温度的实时监测和远程数据采集，提高了巡检效率、准确性和安全性，同时节约了成本和资源，为电厂管道管理带来了诸多益处和优势。
1.一种基于感温光纤对电厂管道的巡检方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于感温光纤对电厂管道的巡检方法，其特征在于，步骤一具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于感温光纤对电厂管道的巡检方法，其特征在于，步骤二具体包括，
4.根据权利要求1所述的一种基于感温光纤对电厂管道的巡检方法，其特征在于，步骤三具体包括：提取主蒸汽管道温度数据的管道上游和下游温度差作为特征值；
5.根据权利要求1所述的一种基于感温光纤对电厂管道的巡检方法，其特征在于，步骤四具体包括：
6.根据权利要求5所述的一种基于感温光纤对电厂管道的巡检方法，其特征在于，所述根据历史温度数据，确定各管道各特征值正常范围，设定各管道温度阈值具体包括：
7.根据权利要求6所述的一种基于感温光纤对电厂管道的巡检方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的一种基于感温光纤对电厂管道的巡检方法，其特征在于：
9.根据权利要求8所述的一种基于感温光纤对电厂管道的巡检方法，其特征在于：
10.一种利用前述权利要求1-9任一项权利要求所述巡检方法的基于感温光纤对电厂管道的巡检系统，包括数据采集模块、数据传输模块、数据分析模块、故障判断模块、报警模块，其特征在于：
11.根据权利要求10所述的一种基于感温光纤对电厂管道的巡检系统，其特征在于：
12.一种终端，包括处理器及存储介质；其特征在于：
13.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-9任一项所述方法的步骤。
