一种用于火力发电机组水汽化学故障的诊断系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于火力发电机组水汽化学故障的诊断系统及方法，所述系统包括：人机接口，用于接收外界用户的输入参数；水汽化学故障知识库，用于存储水汽化学故障的诊断依据；综合数据库，用于存储用户的身份信息并验证身份；推理机，分别与综合数据库和水汽化学故障知识库连接，用于接收用户输入的信息并进行推理诊断；解释机，分别与人机接口、综合数据库和知识库连接，用于对水汽化学故障知识库反馈的诊断结果进行统一化整理；所述方法包括：对火力发电机组进行水汽化学故障的模糊诊断得到故障类型；根据故障类型进行可信度推理诊断，得到对应的故障原因和可信度。与现有技术相比，本发明专利技术具有系统化、诊断全面以及准确性高等优点。

A diagnostic system and method for water vapor chemical fault of thermal power unit

The invention relates to a system and method for the diagnosis of thermal power generating units of water vapor chemistry fault, the system includes man-machine interface, input parameters for receiving external users; chemical vapor fault knowledge base for fault diagnosis of chemical vapor storage; comprehensive database for storing user identity information and identity verification; the reasoning machine is respectively connected with the integrated database and water chemistry fault knowledge base for receiving user input information and diagnostic reasoning; interpretation, are respectively connected with the man-machine interface, comprehensive database and knowledge base for chemical vapor fault diagnosis knowledge base feedback results are unified arrangement; the method comprises the following steps: fuzzy diagnosis water vapor chemistry fault for coal-fired power generation units are fault types; according to the fault type diagnosis reasoning model The corresponding fault causes and credibility are obtained. Compared with the existing technology, the invention has the advantages of systematization, comprehensive diagnosis and high accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种用于火力发电机组水汽化学故障的诊断系统及方法
本专利技术涉及火力发电机组的故障诊断领域，尤其是涉及一种用于火力发电机组水汽化学故障的诊断系统及方法。
技术介绍
在火力发电厂的热力系统中，水和蒸汽作为工作介质完成能量的传递与转换。水在锅炉中吸收燃料燃烧产生的化学能，成为具有一定热能的蒸汽；蒸汽在汽轮机中绝热膨胀做功，将热能转化为机械能；汽轮机的高速转动带动发电机运行，进一步将机械能转化为电能；做过功的低温低压蒸汽在凝汽器中冷凝为水，与补给水一起重新进入锅炉。水汽在热力系统中的往复循环因此而形成。对于火电厂水汽循环系统而言，水汽品质是直接关系到整个机组的安全稳定运行的重中之重。无论采用怎样的水处理技术，水中杂质都是不可能完全被除净的，如果水汽杂质含量在允许范围内，则不会影响设备的运行，若其超过允许范围，则会造成设备腐蚀或结垢，引起机组热损失，降低效率，甚至造成事故。火力发电厂热力设备因水汽质量不良而诱发的各类事故所造成的经济损失巨大，燃料消耗也很惊人。据统计资料表明，我国工业锅炉因结垢、腐蚀造成的经济损失达3000万元/年，多消耗燃煤1000万吨/年。某发电厂在6年的时间内，由于锅炉结垢腐蚀直接损失达250万元，少发电2亿千瓦时，折合产值达1300万元。另据统计资料表明火电厂热力设备因水汽质量不良而引起的各类事故，占火电厂总事故数量的三分之一以上。然而，这些事故的发生并不是无法预判和避免的，水汽内的杂质对热力设备的危害是一个渐变和积累的过程，水汽品质的恶化会在表征各种化学指标的监测值上体现出异常。实现在线化学仪表监测，并采用诊断技术对水汽质量故障做出正确的判断和及时的处理，不仅能使许多事故得以避免，热力系统的安全得到更好的保障，同时还可产生巨大的经济效益。如以一台200MW的机组锅炉为例，采用诊断技术避免一次运行中爆管事故，至少能避免500万千瓦时的电量损失，即可增加2000万的产值。如果平均每年每台机组少发生一次24小时的停电，则每年可减少近1.5亿千瓦时的电量损失，减少直接经济损失约1000万元，同时带来更大的间接效益——增加5亿元以上的社会财富。据有关资料介绍，澳大利亚仅用于防止锅炉腐蚀的费用即超过350万美元/年，而用于诊断技术的费用不超过上述费用的千分之一。在线仪表在火电厂的广泛应用和诊断技术的发展使得利用系统的水质监测进行故障诊断具备了可行性，人工智能技术在故障诊断上的应用更是将此技术提升到了一个新的水平。水汽系统中的各种水汽状态相互紧密地联接在一起，各种水汽化学指标之间具有延续性、传递性以及同步关联性，故任一环节水质的变化都会引起连锁反应，这无疑增大了化学诊断的复杂度。对于单独的人类专家而言，面对大量的水汽监测指标，仅凭一人的经验和知识所作出的判断往往是片面的和缺乏时效性的，不利于针对具体故障采取迅速而准确的处理措施。应用智能技术，构建一个囊括大量故障信息及处理措施的水汽化学故障诊断专家系统，能够准确及时地指明故障原因，为运行人员提供切实的帮助与指导。我国对火力发电机组水汽化学故障的诊断研究仍不够深入，目前仍是凭借工作人员的经验来进行故障诊断，这种方法十分容易导致因工作人员自身原因而造成的故障诊断错误，而且也不具有普适性，无法全面、完整的对火力发电机组水汽化学故障给出令人信服的诊断结果。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题提供一种用于火力发电机组水汽化学故障的诊断系统及方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于火力发电机组水汽化学故障的诊断系统，所述系统包括：人机接口，用于接收外界用户的输入参数并向外界用户进行信息反馈；水汽化学故障知识库，与人机接口连接，用于存储火力发电机组水汽化学故障的诊断依据；综合数据库，与人机接口连接，用于存储用户的身份信息并对人机接口接入的用户进行身份验证；推理机，分别与综合数据库和水汽化学故障知识库连接，用于接收通过综合数据库身份验证的用户输入的信息，结合水汽化学故障知识库对信息进行推理诊断，并将诊断结果反馈至水汽化学故障知识库；解释机，分别与人机接口、综合数据库和知识库连接，用于对水汽化学故障知识库反馈的诊断结果进行统一化整理，并反馈至人机接口。所述水汽化学故障知识库包括：模糊诊断知识库，用于存储火力发电机组水汽化学故障的模糊诊断依据；可信度推理诊断知识库，用于存储火力发电机组水汽化学故障的可信度推理诊断依据。所述模糊诊断知识库包括模糊参数等级划分标准表、模糊诊断规则表和模糊诊断结论表。所述可信度推理诊断知识库包括诊断项目表、参数控制标准表、故障症状表、诊断结论表和每个参数的独自诊断规则表。所述诊断结果包括故障类型、故障原因和故障原因的可信度。一种用于如上所述诊断系统的用于火力发电机组水汽化学故障的诊断方法，所述方法包括下列步骤：1)对火力发电机组进行水汽化学故障的模糊诊断，得到火力发电机组当前存在的水汽化学故障类型；2)根据步骤1)中得到的水汽化学故障类型，对火力发电机组进行水汽化学故障的可信度推理诊断，得到与该水汽化学故障类型对应的故障原因和故障原因的可信度。所述步骤1)具体为：11)根据人机接口输入的信息，确定模糊诊断中模糊变量的具体数值；12)根据水汽化学故障知识库中存储的每个模糊变量对应的模糊关系矩阵，结合步骤11)中得到的模糊变量的具体数值，进行模糊诊断推理；13)根据模糊诊断推理的结果，得到当前的故障类型以及该故障类型的严重程度。所述步骤2)具体为：21)根据步骤1)中确定的故障类型，读取人机接口输入的信息中与该故障类型相关的化学信息参数；22)将步骤21)中得到的化学信息参数代入至水汽化学故障知识库中存储的可信度推理诊断规则，进行可信度推理诊断，得到与该水汽化学故障类型对应的故障原因和故障原因的可信度；23)将故障原因按照可信度进行排序，将可信度最高的故障原因作为诊断结果进行反馈。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)通过建立用于火力发电机组水汽化学故障的诊断系统，对水汽化学故障进行系统化的诊断，便于工作人员的操作，同时通过建立水汽化学故障知识库代替传统的工作人员的经验，诊断方法更为全面和客观，因而使得故障诊断的结果更加准确。(2)通过人机接口进行用户和诊断系统的交互，同时利用综合数据库对用户的身份进行了验证，避免了非工作人员对该诊断系统的错误利用，和火力发电机组重要信息的泄露。(3)通过解释机，对诊断的结果进行统一化整理，使得诊断的故障类型和故障原因实现一一对应，同时将故障原因的可信度按照从大到小依次排序，便于用户的查看。(4)水汽化学故障知识库包括模糊诊断知识库和可信度推理诊断知识库，涵盖内容全面，保证了模糊诊断和可信度推理诊断的顺利实现。(5)该用于火力发电机组化学故障的诊断方法，通过模糊诊断确定水汽化学故障类型，再通过可信度推理诊断得到该故障类型的故障原因和该故障原因的可信度，通过两种诊断方式保证了诊断的准确性。(6)将故障原因按照可信度大小排序，并将可信度最大的故障原因反馈给用户，这种方式保证了诊断结果的准确性达到最高。附图说明图1为用于火力发电机组水汽化学故障的诊断系统的结构示意图；图2为用于火力发电机组水汽化学故障的诊断方法的流程图；其中，1为人机接口，2为水汽化学故障知识库，3为推理机，4为综合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于火力发电机组水汽化学故障的诊断系统，其特征在于，所述系统包括：人机接口，用于接收外界用户的输入参数并向外界用户进行信息反馈；水汽化学故障知识库，与人机接口连接，用于存储火力发电机组水汽化学故障的诊断依据；综合数据库，与人机接口连接，用于存储用户的身份信息并对人机接口接入的用户进行身份验证；推理机，分别与综合数据库和水汽化学故障知识库连接，用于接收通过综合数据库身份验证的用户输入的信息，结合水汽化学故障知识库对信息进行推理诊断，并将诊断结果反馈至水汽化学故障知识库；解释机，分别与人机接口、综合数据库和知识库连接，用于对水汽化学故障知识库反馈的诊断结果进行统一化整理，并反馈至人机接口。

【技术特征摘要】
1.一种用于火力发电机组水汽化学故障的诊断系统，其特征在于，所述系统包括：人机接口，用于接收外界用户的输入参数并向外界用户进行信息反馈；水汽化学故障知识库，与人机接口连接，用于存储火力发电机组水汽化学故障的诊断依据；综合数据库，与人机接口连接，用于存储用户的身份信息并对人机接口接入的用户进行身份验证；推理机，分别与综合数据库和水汽化学故障知识库连接，用于接收通过综合数据库身份验证的用户输入的信息，结合水汽化学故障知识库对信息进行推理诊断，并将诊断结果反馈至水汽化学故障知识库；解释机，分别与人机接口、综合数据库和知识库连接，用于对水汽化学故障知识库反馈的诊断结果进行统一化整理，并反馈至人机接口。2.根据权利要求1所述的用于火力发电机组水汽化学故障的诊断系统，其特征在于，所述水汽化学故障知识库包括：模糊诊断知识库，用于存储火力发电机组水汽化学故障的模糊诊断依据；可信度推理诊断知识库，用于存储火力发电机组水汽化学故障的可信度推理诊断依据。3.根据权利要求2所述的用于火力发电机组水汽化学故障的诊断系统，其特征在于，所述模糊诊断知识库包括模糊参数等级划分标准表、模糊诊断规则表和模糊诊断结论表。4.根据权利要求2所述的用于火力发电机组水汽化学故障的诊断系统，其特征在于，所述可信度推理诊断知识库包括诊断项目表、参数控制标准表、故障症状表、诊断结论表和每个参数的独自诊断规则表。5.根据权利要求1所述的用于火力发电机组水汽化学...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝青，陈震，厉敏宪，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，华东电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31