[發明專利]基于組件的循環流化床鍋爐風煙設備故障監測方法及裝置

有效

• 申請號: 201710195134.7
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN107505927B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 房方;陳麗雪;李昭;劉吉臻
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 巴曉艷

本發明基于組件的循環流化床鍋爐風煙設備故障監測方法及裝置，該裝置包括：人機接口單元、模態感知模塊、時間統計模塊、時序分析數據庫模塊、人工神經網絡模塊、故障報警模塊、故障定位模塊、故障分析模塊。該方法以組件為基本元素建立模態感知模型。風煙系統模態感知模型包括一次風系統模態感知模型、二次風系統模態感知模型、引風機系統模態感知模型和流化風機系統模態感知模型。在風煙系統模態感知模型之上對風煙系統在冷態啟動過程中各個模態之間的模態切換過程進行時序分析，以完成對各組件在模態切換過渡過程的時間統計。故障發生時，通過人工神經網絡對比各組件在模態切換過渡過程的時間統計數據，實現對故障的定位和診斷。

技術領域

本發明屬于循環流化床機組運行故障監測技術領域，具體涉及一 種基于組件切換時間統計的循環流化床鍋爐風煙設備故障監測方法 及裝置。

背景技術

循環流化床發電系統運行過程中存在著許多控制難題。這些難題 產生的原因主要是由于被控對象具有時滯、非線性、參數攝動、通訊 受限等內在特性。在實際的發電過程中，針對上述問題的控制領域新 理論和新方法的應用卻不盡如人意。其原因一方面是復雜理論與方法 的實施成本高且與工業控制設備的兼容性不錯；另一方面，針對被控 對象內在特性的研究成果往往只能解決特定工況的局部優化控制問 題，而循環流化床機組發電系統中存在的多種運行模態間的隨機轉換 是急需解決的全局性控制難題。

在工業運行實踐中，330MW循環流化床機組風煙系統一般包含兩臺 一次風機、兩臺二次風機、兩臺引風機、三臺流化風機，各風機為相 對獨立的子系統。循環流化床鍋爐送風機和引風機是維持物料循環的 關鍵。

一般情況下，一次風機提供的一次風分成三路進入爐膛：(1)經 過空氣預熱器后進入水冷風室，再經過布風板風帽形成熱一次風流化 風；(2)不經過空氣預熱器，直接向冷渣器提供流化風，冷渣器出 風作為二次風進入爐膛；(3)經過給煤機，用于爐前播煤。二次風 機提供的二次風分成兩路進入爐膛：(1)經過空氣預熱器后再經過 二次風箱分級進入爐膛；(2)不經過空氣預熱器作為給煤機皮帶密 封風。煙氣及其攜帶的固體粒子離開爐膛后，經由旋風分離器、管式 空氣預熱器、電除塵器，被引風機抽進煙囪，排入大氣。

鍋爐冷態啟動過程較長，可劃分為若干各模態：標準冷態、送電 完成、上水完成、吹掃準備、吹掃完成、點火準備、點火完成、開始 投煤、沖轉準備、并網準備和并網完成等模態。風煙系統再冷態啟動 過程中也需要按照程序啟動指令逐步啟動。在上水完成之后，A側一 次風機、二次風機、引風機全部啟動；點火準備→點火完成→開始投 煤過程中，B側一次風機、二次風機、引風機逐漸啟動。風煙系統的 一次風機、二次風機、引風機逐漸啟動過程涉及諸多設備和控制回路， 是鍋爐冷態啟動過程中故障率較高的環節。

發明內容

針對上述背景技術中提到的循環流化床機組風煙系統的多模態運 行過程中故障頻發的問題，本發明提供了一種基于組件切換時間統計 的循環流化床鍋爐風煙設備故障監測方法及裝置。

本發明從系統層面，將循環流化床機組風煙系統中包含的各類設 備按區域和功能劃分為“組件”，以組件為基本元素建立模態感知模 型。風煙系統模態感知模型包括一次風系統模態感知模型、二次風系 統模態感知模型、引風機系統模態感知模型和流化風機系統模態感知 模型。在風煙系統模態感知模型之上對風煙系統在冷態啟動過程中各 個模態之間的模態切換過程進行時序分析，以完成對各組件在模態切 換過渡過程的時間統計。故障發生時，通過人工神經網絡對比各組件 在模態切換過渡過程的時間統計數據，實現對故障的定位和診斷。

本發明采用以下技術方案：一種基于組件的循環流化床鍋爐風煙 設備故障監測方法，該方法具體包括以下步驟：

步驟1：系統啟動，加載數據，建立循環流化床鍋爐風煙系統與 基于組件切換時間統計的故障監測裝連接；

步驟2：所述模態感知模塊從循環流化床鍋爐風煙系統控制中獲 取系統當前模態信息，建立風煙系統模態感知模型；