[發明專利]一種用于火力發電機組水汽化學故障的診斷系統及方法

在審

• 申請號: 201710524271.0
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107290665A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 祝青;陳震;厲敏憲
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司;華東電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34;G01M3/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 葉敏華

技術領域

本發明涉及火力發電機組的故障診斷領域，尤其是涉及一種用于火力發電機 組水汽化學故障的診斷系統及方法。

背景技術

在火力發電廠的熱力系統中，水和蒸汽作為工作介質完成能量的傳遞與轉換。 水在鍋爐中吸收燃料燃燒產生的化學能，成為具有一定熱能的蒸汽；蒸汽在汽輪機 中絕熱膨脹做功，將熱能轉化為機械能；汽輪機的高速轉動帶動發電機運行，進一 步將機械能轉化為電能；做過功的低溫低壓蒸汽在凝汽器中冷凝為水，與補給水一 起重新進入鍋爐。水汽在熱力系統中的往復循環因此而形成。對于火電廠水汽循環 系統而言，水汽品質是直接關系到整個機組的安全穩定運行的重中之重。無論采用 怎樣的水處理技術，水中雜質都是不可能完全被除凈的，如果水汽雜質含量在允許 范圍內，則不會影響設備的運行，若其超過允許范圍，則會造成設備腐蝕或結垢， 引起機組熱損失，降低效率，甚至造成事故。火力發電廠熱力設備因水汽質量不良 而誘發的各類事故所造成的經濟損失巨大，燃料消耗也很驚人。據統計資料表明， 我國工業鍋爐因結垢、腐蝕造成的經濟損失達3000萬元/年，多消耗燃煤1000萬 噸/年。某發電廠在6年的時間內，由于鍋爐結垢腐蝕直接損失達250萬元，少發 電2億千瓦時，折合產值達1300萬元。另據統計資料表明火電廠熱力設備因水汽 質量不良而引起的各類事故，占火電廠總事故數量的三分之一以上。

然而，這些事故的發生并不是無法預判和避免的，水汽內的雜質對熱力設備的 危害是一個漸變和積累的過程，水汽品質的惡化會在表征各種化學指標的監測值上 體現出異常。實現在線化學儀表監測，并采用診斷技術對水汽質量故障做出正確的 判斷和及時的處理，不僅能使許多事故得以避免，熱力系統的安全得到更好的保障， 同時還可產生巨大的經濟效益。如以一臺200MW的機組鍋爐為例，采用診斷技術 避免一次運行中爆管事故，至少能避免500萬千瓦時的電量損失，即可增加2000 萬的產值。如果平均每年每臺機組少發生一次24小時的停電，則每年可減少近1.5 億千瓦時的電量損失，減少直接經濟損失約1000萬元，同時帶來更大的間接效益 ——增加5億元以上的社會財富。據有關資料介紹，澳大利亞僅用于防止鍋爐腐蝕 的費用即超過350萬美元/年，而用于診斷技術的費用不超過上述費用的千分之一。 在線儀表在火電廠的廣泛應用和診斷技術的發展使得利用系統的水質監測進行故 障診斷具備了可行性，人工智能技術在故障診斷上的應用更是將此技術提升到了一 個新的水平。

水汽系統中的各種水汽狀態相互緊密地聯接在一起，各種水汽化學指標之間具 有延續性、傳遞性以及同步關聯性，故任一環節水質的變化都會引起連鎖反應，這 無疑增大了化學診斷的復雜度。對于單獨的人類專家而言，面對大量的水汽監測指 標，僅憑一人的經驗和知識所作出的判斷往往是片面的和缺乏時效性的，不利于針 對具體故障采取迅速而準確的處理措施。應用智能技術，構建一個囊括大量故障信 息及處理措施的水汽化學故障診斷專家系統，能夠準確及時地指明故障原因，為運 行人員提供切實的幫助與指導。

我國對火力發電機組水汽化學故障的診斷研究仍不夠深入，目前仍是憑借工作 人員的經驗來進行故障診斷，這種方法十分容易導致因工作人員自身原因而造成的 故障診斷錯誤，而且也不具有普適性，無法全面、完整的對火力發電機組水汽化學 故障給出令人信服的診斷結果。

發明內容

本發明的目的是針對上述問題提供一種用于火力發電機組水汽化學故障的診 斷系統及方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種用于火力發電機組水汽化學故障的診斷系統，所述系統包括：

人機接口，用于接收外界用戶的輸入參數并向外界用戶進行信息反饋；

水汽化學故障知識庫，與人機接口連接，用于存儲火力發電機組水汽化學故障 的診斷依據；

綜合數據庫，與人機接口連接，用于存儲用戶的身份信息并對人機接口接入的 用戶進行身份驗證；

推理機，分別與綜合數據庫和水汽化學故障知識庫連接，用于接收通過綜合數 據庫身份驗證的用戶輸入的信息，結合水汽化學故障知識庫對信息進行推理診斷， 并將診斷結果反饋至水汽化學故障知識庫；

解釋機，分別與人機接口、綜合數據庫和知識庫連接，用于對水汽化學故障知 識庫反饋的診斷結果進行統一化整理，并反饋至人機接口。

所述水汽化學故障知識庫包括：

模糊診斷知識庫，用于存儲火力發電機組水汽化學故障的模糊診斷依據；

可信度推理診斷知識庫，用于存儲火力發電機組水汽化學故障的可信度推理診 斷依據。