基于LSTM的管道位移应力在线测量系统

摘要

火力发电厂的“四大管道”长期在高温、高压、振动的环境下工作,“双碳”目标的提出要求火电机组深度调峰的能力进一步提高,这就导致“四大管道”承受的荷载更加复杂。因此管道位移与应力的在线监测对电厂的安全稳定运行至关重要。目前,应用于高温管道上的应力测量方法匮乏,且成本过高,难以完成实时的数据反馈。提出了一种以应力分析软件CAESARⅡ与长短期记忆网络相结合的新型有限元在线仿真的方式,可以实时展示整个锅炉管系的应力、位移分布情况。将CAESARⅡ的仿真计算结果作为训练样本,构建管道温度压力与其位移应力映射关系。并搭建了“四大管道”双目立体视觉位移测量、应变片应力在线测量系统,验证新型有限元在线仿真方式的可靠性和准确性。实验结果表明,所建立的模型的位移、应力预测值与CAESARⅡ的计算值偏差率分别小于2%和1%,与位移测量值误差小于6%,与应力测量值的误差小于10%。且每个工况下225个管道节点的三相位移与规范、许用应力数据计算时间为0.05 s,能够满足管道位移与应力的在线监测需求。