[發(fā)明專利]超臨界機(jī)組鍋爐爆管故障診斷方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110539910.7
• 申請(qǐng)日: 2021-05-18
• 公開（公告）號(hào): CN113298133B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜文友;陳昊;齊義文;周唯;楊峻培;張靖一
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F18/2433
• 分類號(hào): G06F18/2433;G06F18/241;G06F18/2431;G06N3/045;G06N3/0442;G06N3/0475;G06N3/08;G06F17/18;G06F16/21
• 代理公司: 沈陽(yáng)維特專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 21229
• 代理人: 王翠

本發(fā)明公開了一種超臨界機(jī)組鍋爐爆管故障診斷方法，在進(jìn)行鍋爐系統(tǒng)的故障診斷時(shí)，由于故障數(shù)據(jù)是從鍋爐系統(tǒng)中直接采集獲得的，各數(shù)據(jù)之間存在多種耦合關(guān)系，直接進(jìn)行故障類型的識(shí)別會(huì)存在準(zhǔn)確率低的問題，而本方法首先是將存在耦合關(guān)系的故障數(shù)據(jù)通過逆變器映射成隨機(jī)數(shù)進(jìn)行解耦處理，而后再進(jìn)行故障子空間的重構(gòu)，完成故障類型的識(shí)別，以提高故障診斷的準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開涉及故障診斷的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超臨界機(jī)組鍋爐爆管故障診斷方法。

背景技術(shù)

超臨界機(jī)組，為利用超臨界水蒸氣作為工質(zhì)帶動(dòng)汽輪機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力并發(fā)電的電力機(jī)組。作為超臨界水蒸氣的產(chǎn)生裝置，鍋爐負(fù)責(zé)將熱量發(fā)生裝置產(chǎn)生的高溫能量轉(zhuǎn)化為超臨界水蒸氣。為了將水蒸氣加熱至超臨界狀態(tài)，鍋爐要長(zhǎng)期工作在高溫高壓狀態(tài)下，一旦鍋爐溫度超過承受極限，將會(huì)產(chǎn)生爆管事故，導(dǎo)致機(jī)組被迫停機(jī)，給電力系統(tǒng)造成損害。

通常，鍋爐在設(shè)計(jì)時(shí)一般會(huì)留有足夠裕量，機(jī)組一般不會(huì)突然脫離正常運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)生爆管故障。就是說在發(fā)生爆管故障前，一般會(huì)有早期的異常表現(xiàn)，如果提前發(fā)現(xiàn)這些早期的異常，可以計(jì)劃性停機(jī)，并進(jìn)入鍋爐內(nèi)部進(jìn)行檢修，避免計(jì)劃外停機(jī)對(duì)電網(wǎng)造成的損害。

然而鍋爐系統(tǒng)龐大，數(shù)據(jù)復(fù)雜，以我們分析的中國(guó)某火力發(fā)電廠為例，僅鍋爐系統(tǒng)監(jiān)測(cè)變量就多達(dá)83個(gè)。一方面并不是每一個(gè)變量對(duì)故障的發(fā)現(xiàn)都有用處，另一方面通過分析爆管事故前一小時(shí)內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，大部分變量已經(jīng)脫離正常運(yùn)行值。并且，超臨界機(jī)組數(shù)據(jù)中既包含控制量，又包含反饋量以及執(zhí)行器變量，屬于典型的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，具有時(shí)變、數(shù)據(jù)樣本多模式不平衡以及時(shí)間序列復(fù)雜時(shí)空耦合等特性，給故障的準(zhǔn)確診斷帶來挑戰(zhàn)。

因此，如何研發(fā)一種適用于超臨界機(jī)組鍋爐爆管故障診斷方法，以避免計(jì)劃外停機(jī)對(duì)電網(wǎng)的造成的損害，成為人們亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，本發(fā)明提供了一種超臨界機(jī)組鍋爐爆管故障診斷方法，以解決鍋爐系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)、時(shí)變、數(shù)據(jù)樣本多模式不平衡以及時(shí)間序列復(fù)雜時(shí)空耦合等特性帶來的故障診斷難題，避免計(jì)劃外停機(jī)，減少對(duì)電網(wǎng)造成損害。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案，具體為，一種超臨界機(jī)組鍋爐爆管故障診斷方法，該方法包括如下步驟：

S1：采集鍋爐系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)；

S2：依據(jù)所述鍋爐系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，判別所述鍋爐系統(tǒng)是否存在故障，若存在故障，獲取所述鍋爐的故障數(shù)據(jù)；

S3：依據(jù)所述故障數(shù)據(jù)，進(jìn)行所述鍋爐系統(tǒng)的故障類型識(shí)別以及根因分析；

其中，步驟S3中依據(jù)所述故障數(shù)據(jù)，進(jìn)行所述鍋爐系統(tǒng)的故障類型識(shí)別，具體為：

將所述鍋爐系統(tǒng)的歷史正常運(yùn)行數(shù)據(jù)以及多類歷史故障運(yùn)行數(shù)據(jù)通過訓(xùn)練后的逆變器I(X)解耦后，進(jìn)行多類故障子空間提取；

采用訓(xùn)練后的逆變器I(X)將所述故障數(shù)據(jù)解耦，獲得逆變換故障數(shù)據(jù)；

依據(jù)提取的多類故障子空間以及逆變換故障數(shù)據(jù)，進(jìn)行故障類型識(shí)別；

所述逆變器I(X)＝G^-1(X)，其中，G(X)為生成器，用于將相互獨(dú)立的高斯白噪聲生成為多變量時(shí)間序列的偽數(shù)據(jù)，所述生成器G(X)是基于所述鍋爐系統(tǒng)的歷史正常運(yùn)行數(shù)據(jù)，采用生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)建立后，訓(xùn)練獲得。

優(yōu)選，采集鍋爐系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，具體包括：水冷壁、過熱器、冷凝器、循環(huán)泵、凝結(jié)水泵、除氧器以及給水泵的溫度數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)以及流量數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述過熱器包括：折焰角、頂棚、包墻、一級(jí)過熱器、屏式過熱器、末級(jí)過熱器、初級(jí)再熱器、末級(jí)再熱器以及入口集箱。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述依據(jù)所述鍋爐系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，判別所述鍋爐系統(tǒng)是否存在故障，具體為：