CN102425777B - 过热蒸汽温度高报警状态触发故障诊断的方法 - Google Patents
过热蒸汽温度高报警状态触发故障诊断的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种过热蒸汽温度高报警状态触发故障诊断的方法,在充分论证主蒸汽温度高报警状态与汽水***关联故障情况下,通过主蒸汽温度高报警状态来触发激活,按优先级诊断故障,进行故障分离和识别,最后得出故障类型的诊断信息。将热力学理论机理建模仿真分析、历史故障、专家经验和运行工况整合一起构成知识***,对汽水***设备和运行工况进行实时故障的诊断,诊断更合理性,同时降低了对现场工作人员的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种设备故障诊断技术,特别涉及一种过热蒸汽温度高报警状态触发故障诊断的方法。
背景技术
目前国内外致力于电站锅炉汽水***的故障诊断***研究很多,但是大量故障诊断***高端应用程序基于在大型火电厂厂级监控信息***(SIS)平台上运行,数据采集来源于实时/历史数据库,这些故障诊断***主要是通过针对各种运行状态参数,结合其历史信息,考虑环境因素,采用分析和判断报警,评估其是处于正常状态,是异常或是故障状态,并进行显示和记录。这些***首先只能使用于SIS上,而其故障信息面向的人员并非直接面向生产现场的集控运行人员,多数是管理人员;再次从这些***的设计原理性质看,它使用历史数据分析的原理,它只是属于预测性的报警功能;并且SIS***还有些通过历史数据诊断设备故障,是维护设备的诊断***,它们属于设备管理评价范畴;而且诊断过程推理复杂,诊断的实时性本身受其影响。综上所述,目前还没有一种从汽水***运行安全性出发,对汽水***设备和运行工况进行实时故障诊断的***。
发明内容
本发明是针对目前汽水***没有实时故障诊断的问题,提出了一种过热蒸汽温度高报警状态触发故障诊断的方法,在充分论证主蒸汽温度高报警状态与汽水***关联故障情况下,通过主蒸汽温度高报警状态来触发激活专家诊断推理过程,进行故障分离和识别,最后得出故障类型的诊断信息。
本发明的技术方案为:一种过热蒸汽温度高报警状态触发故障诊断的方法,具体包括如下步骤:
1)主蒸汽温度高报警检测状态激活:设定主蒸汽温度高限设定值,当经过预处理后的实测主蒸汽温度处于高于高限设定值时,则激活触发故障诊断;
2)按故障优先级进行的诊断控制:按优先级诊断出的八种故障类型分别依次为:水冷壁的泄漏故障、低过泄漏故障、高过泄漏故障、屏过泄漏故障、减温水阀门关闭、阀门卡死故障、燃/水比上升使过热度变大故障、高压加热器刚解列故障,首先进行水冷壁泄漏的诊断,若诊断结果成立,则转向水冷壁泄漏的诊断人机界面解释:水冷壁泄漏故障成立、水冷壁泄漏故障的置信度、引起水冷壁泄漏故障的原因以及操作指导信息,并结束整个诊断过程,若诊断结果不成立,则转向下一个低过泄漏诊断,诊断与水冷壁泄漏故障类似,依次推理过程,最终可对最后一个高压加热器刚解列进行诊断,如无故障则返回最初等待激活。
所述八种故障诊断规则、置信度、语义化阈值和限值分别如下:
(1)水冷壁的泄漏故障诊断:
ⅰ)水冷壁的泄漏故障诊断诊断规则:
(注:A侧和B侧是锅炉必须的对称结构)
如果 给水量/蒸发量增大的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的汽温无偏差的置信度为0.7 并且
A侧和B侧的减温水无偏差的置信度为0.7
那么 水冷壁泄漏的置信度为0.7
ⅱ)语义化阈值和限值:
①给水量/蒸发量增大:阈值:1.01,高限值:1.07;
② A侧和B侧的汽温无偏差:阈值:5℃,低限值:0℃
③ A侧和B侧的减温水无偏差:阈值:0.02t/h,低限值:0t/h
(2)低过泄漏故障诊断:
ⅰ)低过泄漏故障诊断规则
如果 给水量/蒸发量增大的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的减温水有偏差的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的低过出口温度有偏差的置信度为0.8 并且
排烟温度,一侧(A侧和B侧的任一侧)下升的置信度为0.8
那么 低过泄漏的置信度为0.8
ⅱ)语义化阈值和限值
①给水量/蒸发量增大:阈值:1.01,高限值:1.07
②A侧和B侧的减温水有偏差:阈值:0t/h,高限值:50t/h
③ A侧和B侧的低过出口温度有偏差:阈值:0℃,高限值:19℃
④ 排烟温度,一侧下升:阈值:0℃,高限值:25℃
(3) 高过泄漏故障诊断:
ⅰ)高过泄漏故障诊断规则
如果 给水量/蒸发量增大的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的减温水有偏差的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的低过出口温度无偏差的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的屏过出口温度无偏差的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的高过出口温度有偏差的置信度为0.8 并且
排烟温度,一侧下升的置信度为0.8
那么 高过泄漏的置信度为0.8
ⅱ)语义化阈值和限值
①给水量/蒸发量增大:阈值:1.01,高限值:1.07
②A侧和B侧的减温水有偏差:阈值:0t/h,高限值:38t/h
③A侧和B侧的低过出口温度无偏差:阈值:5℃,低限值:0℃
④A侧和B侧的屏过出口温度无偏差:阈值:5℃,低限值: 0℃
⑤A侧和B侧的高过出口温度有偏差:阈值:0℃,高限值:13℃
⑥排烟温度,一侧下升:阈值:0℃,高限值:25℃
(4)屏过泄漏故障诊断:
ⅰ)屏过泄漏故障诊断规则
如果 给水量/蒸发量增大的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的减温水有偏差的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的低过出口温度无偏差的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的屏过出口温度有偏差的置信度为0.8 并且
排烟温度,一侧下升的置信度为0.8
那么 屏过泄漏的置信度为0.8
ⅱ)语义化阈值和限值
①水量/蒸发量增大:阈值:1.01,高限值:1.07
②A侧和B侧的减温水有偏差:阈值:0t/h,高限值:38t/h
③A侧和B侧的低过出口温度无偏差:阈值:5℃,低限值:0℃
④A侧和B侧的屏过出口温度有偏差:阈值:0℃,高限值: 13℃
⑤排烟温度,一侧下升:阈值:0℃,高限值:25℃
(5)减温水阀门关闭故障诊断:
ⅰ)减温水阀门关闭故障诊断规则
如果 某阀门的位置反馈值检测为零的置信度为0.8
那么 减温水阀门关闭的置信度为0.8
ⅱ)语义化阈值和限值
某阀门的位置反馈值:阈值:0%,高限值0.1%:
(6)阀门卡死故障诊断:
ⅰ)阀门卡死故障诊断规则
如果 减温水阀门反馈值与其阀位命令不一致的置信度为0.8
那么 阀门卡死的置信度为0.8
ⅱ)语义化阈值和限值
减温水阀门反馈值与其阀位命令不一致:阈值:0,高限值:0.1
(7)燃/水比上升使得过热度变大故障诊断:
ⅰ) 燃/水比上升,过热度变大故障诊断规则
如果 水/燃增大的置信度为0.9
那么 燃水比上升的置信度为0.9
ⅱ)语义化阈值和限值
水/燃增大:阈值: 6.9,限值:5.175
(8)高压加热器刚解列故障诊断:
高压加热器刚解列诊断规则
如果 高压加热器的蒸汽加热抽汽阀门关闭的置信度为1
那么 高加解列的置信度为1
本发明的有益效果在于:本发明一种过热蒸汽温度高报警状态触发故障诊断的方法,将热力学理论机理建模仿真分析、历史故障、专家经验和运行工况整合一起构成知识***,,对汽水***设备和运行工况进行实时故障的诊断,诊断更合理性,同时降低了对现场工作人员的要求。
附图说明
图1为本发明过热主蒸汽温度高报警故障诊断推理控制策略框图;
图2为本发明过热主蒸汽温度高报警故障诊断应用软件模块组成图。
具体实施方式
在锅炉的左右两侧炉膛和烟道运行情况接近,也即对应侧运行参数值相接近的前提下,通过热力学理论、传热学理论、流体力学理论和燃烧理论建立引起主蒸汽温度高的若干故障模型,并多次反复进行故障模型的在发生主蒸汽温度高时动态测试,故障诊断方法如下:
1)主蒸汽温度高报警检测状态激活的诊断推理控制策略;
主蒸汽温度高限设定值为579℃,当经过预处理后的实测主蒸汽温度处于高于579℃时的状态,则激活触发故障诊断推理过程,如图1所示,为主蒸汽温度高报警故障诊断推理控制策略,按故障优先级进行的诊断控制策略为:首先进行水冷壁泄漏的诊断,若诊断结果成立,则转向水冷壁泄漏的诊断人机界面解释:水冷壁泄漏故障成立、水冷壁泄漏故障的置信度、引起水冷壁泄漏故障的原因以及操作指导信息,并结束整个诊断过程,若诊断结果不成立,则转向下一个低过泄漏诊断,诊断与水冷壁泄漏故障类似,依次推理过程,最终可对最后一个高压加热器刚解列进行诊断,若经过推理无上述八个故障发生,则转向其它故障分析。
2)主蒸汽温度高报警对应可诊断的故障类型;
按以上推理控制策略,按优先级诊断出的八种故障类型分别依次为:水冷壁的泄漏故障、低过泄漏故障、高过泄漏故障、屏过泄漏故障、减温水阀门关闭、阀门卡死故障、燃/水比上升使过热度变大故障、高压加热器刚解列故障。
3)主蒸汽温度高报警故障类型的专家***诊断知识库
本次发明主要针对主蒸汽温度高报警故障类型的专家***诊断知识库中各类故障诊断规则、语义化阈值和限值(征兆知识表示模糊语义证据置信度求值函数信息),包括
(1)水冷壁的泄漏故障诊断:
ⅰ)水冷壁的泄漏故障诊断诊断规则:
(注:A侧和B侧是锅炉必须的对称结构)
如果 给水量/蒸发量增大的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的汽温无偏差的置信度为0.7 并且
A侧和B侧的减温水无偏差的置信度为0.7
那么 水冷壁泄漏的置信度为0.7
ⅱ)语义化阈值和限值:
①给水量/蒸发量增大:阈值:1.01,高限值:1.07;
② A侧和B侧的汽温无偏差:阈值:5℃,低限值:0℃
③ A侧和B侧的减温水无偏差:阈值:0.02t/h,低限值:0t/h
(2)低过泄漏故障诊断:
ⅰ)低过泄漏故障诊断规则
如果 给水量/蒸发量增大的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的减温水有偏差的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的低过出口温度有偏差的置信度为0.8 并且
排烟温度,一侧(A侧和B侧的任一侧)下升的置信度为0.8
那么 低过泄漏的置信度为0.8
ⅱ)语义化阈值和限值
①给水量/蒸发量增大:阈值:1.01,高限值:1.07
②A侧和B侧的减温水有偏差:阈值:0t/h,高限值:50t/h
③ A侧和B侧的低过出口温度有偏差:阈值:0℃,高限值:19℃
④ 排烟温度,一侧下升:阈值:0℃,高限值:25℃
(3) 高过泄漏故障诊断:
ⅰ)高过泄漏故障诊断规则
如果 给水量/蒸发量增大的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的减温水有偏差的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的低过出口温度无偏差的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的屏过出口温度无偏差的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的高过出口温度有偏差的置信度为0.8 并且
排烟温度,一侧下升的置信度为0.8
那么 高过泄漏的置信度为0.8
ⅱ)语义化阈值和限值
①给水量/蒸发量增大:阈值:1.01,高限值:1.07
②A侧和B侧的减温水有偏差:阈值:0t/h,高限值:38t/h
③A侧和B侧的低过出口温度无偏差:阈值:5℃,低限值:0℃
④A侧和B侧的屏过出口温度无偏差:阈值:5℃,低限值: 0℃
⑤A侧和B侧的高过出口温度有偏差:阈值:0℃,高限值:13℃
⑥排烟温度,一侧下升:阈值:0℃,高限值:25℃
(4)屏过泄漏故障诊断:
ⅰ)屏过泄漏故障诊断规则
如果 给水量/蒸发量增大的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的减温水有偏差的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的低过出口温度无偏差的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的屏过出口温度有偏差的置信度为0.8 并且
排烟温度,一侧下升的置信度为0.8
那么 屏过泄漏的置信度为0.8
ⅱ)语义化阈值和限值
①水量/蒸发量增大:阈值:1.01,高限值:1.07
②A侧和B侧的减温水有偏差:阈值:0t/h,高限值:38t/h
③A侧和B侧的低过出口温度无偏差:阈值:5℃,低限值:0℃
④A侧和B侧的屏过出口温度有偏差:阈值:0℃,高限值: 13℃
⑤排烟温度,一侧下升:阈值:0℃,高限值:25℃
(5)减温水阀门关闭故障诊断:
ⅰ)减温水阀门关闭故障诊断规则
如果 某阀门的位置反馈值检测为零的置信度为0.8
那么 减温水阀门关闭的置信度为0.8
ⅱ)语义化阈值和限值
某阀门的位置反馈值:阈值:0%,高限值0.1%:
(6)阀门卡死故障诊断:
ⅰ)阀门卡死故障诊断规则
如果 减温水阀门反馈值与其阀位命令不一致的置信度为0.8
那么 阀门卡死的置信度为0.8
ⅱ)语义化阈值和限值
减温水阀门反馈值与其阀位命令不一致:阈值:0,高限值:0.1
(7)燃/水比上升使得过热度变大故障诊断:
ⅰ) 燃/水比上升,过热度变大故障诊断规则
如果 水/燃增大的置信度为0.9
那么 燃水比上升的置信度为0.9
ⅱ)语义化阈值和限值
水/燃增大:阈值: 6.9,限值:5.175
(8)高压加热器刚解列故障诊断:
高压加热器刚解列诊断规则
如果 高压加热器的蒸汽加热抽汽阀门关闭的置信度为1
那么 高加解列的置信度为1
主蒸汽温度高报警故障诊断***采用计算机科学技术、网络通信技术等技术具体实施,以三层诊断界面实现整个诊断过程以及诊断信息的人机交互。
本发明开发的主蒸汽温度高报警故障诊断***可采用服务器与征兆来源设备通过网络通信实现,网络通信实现现场过热蒸汽温度以及相关征兆来源信息的采集,服务器则主要执行诊断程序。诊断程序软件是以WindowsXP操作***为平台,以Visual C++为诊断程序开发工具,以力控eForcecon HMI/SCADA工业自动化组态软件中的数据库为核心实时数据库,并进行数据采集、征兆值获取以及与运行相适应的阈值计算,利用力控图形组态软件进行诊断信息的人机交互界面的开发,利用最为常用的一种关系数据库ACCESS作为在本***中存储知识(包括规则知识、阈值和限值等)部分,并通过开放式数据访问接口ODBC,与专家***诊断程序相连,图2为主蒸汽温度高报警故障诊断***应用软件模块组成组成,为触发式报警诊断计算模块的结构,其中包括了基于DBCOM与变化通知机制的力控接口、专家***诊断模块和专家***ACCESS接口。专家***诊断模块包括:推理控制策略模块、置信度求值算法模块、诊断匹配模块和匹配结论置信度算法模块。
主蒸汽温度高报警故障诊断***人机交互分三层界面设计,第一层为主蒸汽温度高报警诊断***总貌画面,以黄色闪烁表示处于主蒸汽温度高报警状态;第二层为主蒸汽温度高的故障类型定位画面,在第一层黄色闪烁时(报警状态)点击出现,并用颜色定位故障类型定位画面上被诊断出的故障类型,第三层为被诊断出的故障类型的置信度、故障原因以及操作处理信息,在第二层颜色定位的故障类型上点击出现显示。
Claims (2)
1.一种过热蒸汽温度高报警状态触发故障诊断的方法,其特征在于,具体包括如下步骤:
1)主蒸汽温度高报警检测状态激活:设定主蒸汽温度高限设定值,当经过预处理后的实测主蒸汽温度处于高于高限设定值时,则激活触发故障诊断;
2)按故障优先级进行的诊断控制:按优先级诊断出的八种故障类型分别依次为:水冷壁的泄漏故障、低温过热器泄漏故障 、高温过热器泄漏故障、屏式过热器泄漏故障、减温水阀门关闭、阀门卡死故障、燃/水比上升使过热度变大故障、高压加热器刚解列故障,首先进行水冷壁泄漏的诊断,若诊断结果成立,则转向水冷壁泄漏的诊断人机界面解释:水冷壁泄漏故障成立、水冷壁泄漏故障的置信度、引起水冷壁泄漏故障的原因以及操作指导信息,并结束整个诊断过程,若诊断结果不成立,则转向下一个低过泄漏诊断,诊断与水冷壁泄漏故障类似,依次诊断,最终可对最后一个高压加热器刚解列进行诊断,如无故障则返回最初等待激活。
2.根据权利要求1所述过热蒸汽温度高报警状态触发故障诊断的方法,其特征在于,所述八种故障诊断规则、置信度、语义化阈值和限值分别如下:
(1)水冷壁的泄漏故障诊断:
ⅰ)水冷壁的泄漏故障诊断诊断规则:A侧和B侧是锅炉必须的对称结构,
如果 给水量/蒸发量增大的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的汽温无偏差的置信度为0.7 并且
A侧和B侧的减温水无偏差的置信度为0.7
那么 水冷壁泄漏的置信度为0.7
ⅱ)语义化阈值和限值:
①给水量/蒸发量增大:阈值:1.01,高限值:1.07;
② A侧和B侧的汽温无偏差:阈值:5℃,低限值:0℃
③ A侧和B侧的减温水无偏差:阈值:0.02t/h,低限值:0t/h
(2)低过泄漏故障诊断:
ⅰ)低过泄漏故障诊断规则
如果 给水量/蒸发量增大的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的减温水有偏差的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的低过出口温度有偏差的置信度为0.8 并且
排烟温度,一侧(A侧和B侧的任一侧)下升的置信度为0.8
那么 低过泄漏的置信度为0.8
ⅱ)语义化阈值和限值
给水量/蒸发量增大:阈值:1.01,高限值:1.07
A侧和B侧的减温水有偏差:阈值:0t/h,高限值:50t/h
③ A侧和B侧的低过出口温度有偏差:阈值:0℃,高限值:19℃
④ 排烟温度,一侧下升:阈值:0℃,高限值:25℃
(3) 高过泄漏故障诊断:
ⅰ)高过泄漏故障诊断规则
如果 给水量/蒸发量增大的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的减温水有偏差的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的低过出口温度无偏差的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的屏过出口温度无偏差的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的高过出口温度有偏差的置信度为0.8 并且
排烟温度,一侧下升的置信度为0.8
那么 高过泄漏的置信度为0.8
ⅱ)语义化阈值和限值
给水量/蒸发量增大:阈值:1.01,高限值:1.07
A侧和B侧的减温水有偏差:阈值:0t/h,高限值:38t/h
A侧和B侧的低过出口温度无偏差:阈值:5℃,低限值:0℃
A侧和B侧的屏过出口温度无偏差:阈值:5℃,低限值: 0℃
A侧和B侧的高过出口温度有偏差:阈值:0℃,高限值:13℃
排烟温度,一侧下升:阈值:0℃,高限值:25℃
(4)屏过泄漏故障诊断:
ⅰ)屏过泄漏故障诊断规则
如果 给水量/蒸发量增大的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的减温水有偏差的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的低过出口温度无偏差的置信度为0.8 并且
A侧和B侧的屏过出口温度有偏差的置信度为0.8 并且
排烟温度,一侧下升的置信度为0.8
那么 屏过泄漏的置信度为0.8
ⅱ)语义化阈值和限值
水量/蒸发量增大:阈值:1.01,高限值:1.07
②A侧和B侧的减温水有偏差:阈值:0t/h,高限值:38t/h
A侧和B侧的低过出口温度无偏差:阈值:5℃,低限值:0℃
A侧和B侧的屏过出口温度有偏差:阈值:0℃,高限值: 13℃
⑤排烟温度,一侧下升:阈值:0℃,高限值:25℃
(5)减温水阀门关闭故障诊断:
ⅰ)减温水阀门关闭故障诊断规则
如果 某阀门的位置反馈值检测为零的置信度为0.8
那么 减温水阀门关闭的置信度为0.8
ⅱ)语义化阈值和限值
某阀门的位置反馈值:阈值:0%,高限值0.1%:
(6)阀门卡死故障诊断:
ⅰ)阀门卡死故障诊断规则
如果 减温水阀门反馈值与其阀位命令不一致的置信度为0.8
那么 阀门卡死的置信度为0.8
ⅱ)语义化阈值和限值
减温水阀门反馈值与其阀位命令不一致:阈值:0,高限值:0.1
(7)燃/水比上升使得过热度变大故障诊断:
ⅰ) 燃/水比上升,过热度变大故障诊断规则
如果 水/燃增大的置信度为0.9
那么 燃水比上升的置信度为0.9
ⅱ)语义化阈值和限值
水/燃增大:阈值: 6.9,限值:5.175
(8)高压加热器刚解列故障诊断:
高压加热器刚解列诊断规则
如果 高压加热器的蒸汽加热抽汽阀门关闭的置信度为1
那么 高加解列的置信度为1。
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