[發明專利]一種基于火焰強度信號的鍋爐燃燒狀態在線診斷方法及系統

有效

• 申請號: 201811020459.2
• 申請日: 2018-09-03
• 公開（公告）號: CN109185917B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 王錫輝;陳厚濤;朱曉星;王志杰;劉帥
• 申請（專利權）人: 湖南省湘電試驗研究院有限公司
• 主分類號: F23M11/04
• 分類號: F23M11/04
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

1.一種基于火焰強度信號分析的鍋爐燃燒狀態在線診斷方法，其特征在于實施步驟包括：

1）預先收集鍋爐的火焰強度信號歷史數據；

2）基于火焰強度信號對鍋爐曾經出現過的燃燒狀態進行分類，得到多種燃燒狀態類別；

3）針對每一種燃燒狀態類別選取指定數量的火焰強度信號歷史數據；

4）選取診斷周期T和表征燃燒狀態的特征參數向量，所述診斷周期T為火焰強度信號采集周期1/f的10～30倍，其中f為火焰強度信號采集頻率，所述特征參數向量是指診斷周期T時段內火焰強度信號的算術平均值、標準差、均勻度、變異系數和峰峰值組成的一維向量；

5）基于每一種燃燒狀態類別的火焰強度信號歷史數據，以診斷周期T為周期計算特征參數向量的值，每個診斷周期T的特征參數向量的值作為一組樣本，獲得用于表征每一種燃燒狀態類別的多組樣本；

6）對每一種燃燒狀態類別的多組樣本進行聚類，得到每一種燃燒狀態類別的聚類中心；

7）在進行鍋爐燃燒狀態在線診斷時，以T為周期計算該段時間內特征參數向量的值，并每間隔T-1/f秒選取該特征參數向量的值作為待識別樣本，其中f為火焰強度信號采集頻率；

8）計算步驟7）中得到的待識別樣本與步驟6）中獲得的每一種燃燒狀態類別的聚類中心之間的隸屬度；

9）根據隸屬度取值確定待識別樣本對應的燃燒狀態類別。

2.根據權利要求1所述的基于火焰強度信號分析的鍋爐燃燒狀態在線診斷方法，其特征在于，步驟5）中以診斷周期T為周期計算特征參數向量的值的具體步驟包括：針對每一個診斷周期T內選取起始時刻t至結束時刻t+T-1/f時段內的火焰強度信號監測值A₀, A₁,……, A_T-1/f，其中f為火焰強度信號采集頻率，計算火焰強度信號監測值A₀, A₁, ……,A_T-1/f的算術平均值X、標準差S、均勻度U、變異系數V和峰峰值P，并將算術平均值X、標準差S、均勻度U、變異系數V和峰峰值P構成的一維向量[X, S, U, V, P]作為診斷周期T時段內的特征參數向量的值。

3.根據權利要求1所述的基于火焰強度信號分析的鍋爐燃燒狀態在線診斷方法，其特征在于，步驟7）中以診斷周期T為周期計算特征參數向量的值的具體步驟包括：獲取火焰強度信號實時監測值a₀以及從當前時刻往前T-1/f秒內的火焰強度信號監測值a₁, a₂, ……a_T-1/f，計算數組a₀, a₁, a₂, ……a_T-1/f的算術平均值X_d、標準差S_d、均勻度U_d、變異系數V_d和峰峰值P_d，并將算術平均值X_d、標準差S_d、均勻度U_d、變異系數V_d和峰峰值P_d構成的一維向量[X_d, S_d, U_d, V_d, P_d]作為時段T內的特征參數向量，其中f為火焰強度信號采集頻率。

4.根據權利要求1所述的基于火焰強度信號分析的鍋爐燃燒狀態在線診斷方法，其特征在于，步驟7）中每間隔T-1/f秒選取該特征參數向量的值作為待識別樣本具體是通過切換開關實現的，切換開關每隔T-1/f秒動作一次，每次動作持續時長1/f秒，其中f為火焰強度信號采集頻率；當切換開關動作時，輸出當前診斷周期對應的特征參數向量的值；當切換開關不動作時，保持上一個診斷周期對應的特征參數向量的值。