基于组件的循环流化床锅炉风烟设备故障监测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术基于组件的循环流化床锅炉风烟设备故障监测方法及装置，该装置包括：人机接口单元、模态感知模块、时间统计模块、时序分析数据库模块、人工神经网络模块、故障报警模块、故障定位模块、故障分析模块。该方法以组件为基本元素建立模态感知模型。风烟系统模态感知模型包括一次风系统模态感知模型、二次风系统模态感知模型、引风机系统模态感知模型和流化风机系统模态感知模型。在风烟系统模态感知模型之上对风烟系统在冷态启动过程中各个模态之间的模态切换过程进行时序分析，以完成对各组件在模态切换过渡过程的时间统计。故障发生时，通过人工神经网络对比各组件在模态切换过渡过程的时间统计数据，实现对故障的定位和诊断。

And the assembly of the circulating fluidized bed boiler flue gas equipment fault monitoring method based on

The invention and device components of circulating fluidized bed boiler flue gas equipment fault monitoring method based on the device comprises a man-machine interface unit, modal time perception module, statistics module, database module, timing analysis and artificial neural network module, alarm module, fault location module, fault analysis module. This method uses components as the basic elements to establish a modal sensing model. The air system modal perception model including a wind system modal perception model, two wind system modal perception model, fan system modal sensing model and flow fan system modal perception model. On the basis of air system modal perception model of mode switching process between each in the cold start process of flue gas system of modal timing analysis, to complete the various components in the mode switch transition process time statistics. When the fault occurs, the time statistics of each component in the transition process of modal switching are compared by artificial neural network, and the fault location and diagnosis are realized.

【技术实现步骤摘要】
基于组件的循环流化床锅炉风烟设备故障监测方法及装置
本专利技术属于循环流化床机组运行故障监测
，具体涉及一种基于组件切换时间统计的循环流化床锅炉风烟设备故障监测方法及装置。
技术介绍
循环流化床发电系统运行过程中存在着许多控制难题。这些难题产生的原因主要是由于被控对象具有时滞、非线性、参数摄动、通讯受限等内在特性。在实际的发电过程中，针对上述问题的控制领域新理论和新方法的应用却不尽如人意。其原因一方面是复杂理论与方法的实施成本高且与工业控制设备的兼容性不错；另一方面，针对被控对象内在特性的研究成果往往只能解决特定工况的局部优化控制问题，而循环流化床机组发电系统中存在的多种运行模态间的随机转换是急需解决的全局性控制难题。在工业运行实践中，330MW循环流化床机组风烟系统一般包含两台一次风机、两台二次风机、两台引风机、三台流化风机，各风机为相对独立的子系统。循环流化床锅炉送风机和引风机是维持物料循环的关键。一般情况下，一次风机提供的一次风分成三路进入炉膛：(1)经过空气预热器后进入水冷风室，再经过布风板风帽形成热一次风流化风；(2)不经过空气预热器，直接向冷渣器提供流化风，冷渣器出风作为二次风进入炉膛；(3)经过给煤机，用于炉前播煤。二次风机提供的二次风分成两路进入炉膛：(1)经过空气预热器后再经过二次风箱分级进入炉膛；(2)不经过空气预热器作为给煤机皮带密封风。烟气及其携带的固体粒子离开炉膛后，经由旋风分离器、管式空气预热器、电除尘器，被引风机抽进烟囱，排入大气。锅炉冷态启动过程较长，可划分为若干各模态：标准冷态、送电完成、上水完成、吹扫准备、吹扫完成、点火准备、点火完成、开始投煤、冲转准备、并网准备和并网完成等模态。风烟系统再冷态启动过程中也需要按照程序启动指令逐步启动。在上水完成之后，A侧一次风机、二次风机、引风机全部启动；点火准备→点火完成→开始投煤过程中，B侧一次风机、二次风机、引风机逐渐启动。风烟系统的一次风机、二次风机、引风机逐渐启动过程涉及诸多设备和控制回路，是锅炉冷态启动过程中故障率较高的环节。
技术实现思路
针对上述
技术介绍
中提到的循环流化床机组风烟系统的多模态运行过程中故障频发的问题，本专利技术提供了一种基于组件切换时间统计的循环流化床锅炉风烟设备故障监测方法及装置。本专利技术从系统层面，将循环流化床机组风烟系统中包含的各类设备按区域和功能划分为“组件”，以组件为基本元素建立模态感知模型。风烟系统模态感知模型包括一次风系统模态感知模型、二次风系统模态感知模型、引风机系统模态感知模型和流化风机系统模态感知模型。在风烟系统模态感知模型之上对风烟系统在冷态启动过程中各个模态之间的模态切换过程进行时序分析，以完成对各组件在模态切换过渡过程的时间统计。故障发生时，通过人工神经网络对比各组件在模态切换过渡过程的时间统计数据，实现对故障的定位和诊断。本专利技术采用以下技术方案：一种基于组件的循环流化床锅炉风烟设备故障监测方法，该方法具体包括以下步骤：步骤1：系统启动，加载数据，建立循环流化床锅炉风烟系统与基于组件切换时间统计的故障监测装连接；步骤2：所述模态感知模块从循环流化床锅炉风烟系统控制中获取系统当前模态信息，建立风烟系统模态感知模型；步骤3：所述模态感知模块将风控系统当前模态信息传输至时间统计模块和人机接口单元；步骤4：所述时间统计模块获取循环流化床锅炉的一次风机、二次风机、引风机、流化风机系统中各组件在模态切换过渡过程中所消耗时间；步骤5：时间统计模块将当前各个组件在模态切换过渡过程中所消耗时间传输至人工神经网络模块；步骤6：人工神经网络模块根据时序分析数据库模块中的正常运行状态下，各个模态切换过渡过程各组件时间统计数据训练神经网络；步骤7：人工神经网络模块将当前各个组件在模态切换过渡过程中所消耗时间作为输入，产生模式识别输出。若某组件消耗时间过长，则对应输出变量值为1，可判断此组件当前状态为故障；步骤8：若当前模态切换过渡过程发生故障，故障报警模块发出报警信号；若当前模态切换过渡过程未发生故障，故障报警模块不报警；步骤9：若当前模态切换过渡过程发生故障，故障定位模块根据人工神经网络模块输出判断故障位置。具体判断方法为：若某组件消耗时间过长，则对应输出变量值为1，可判断此故障发生位置为该组件；若当前模态切换过渡过程未发生故障，故障定位模块无输出；步骤10：若当前模态切换过渡过程发生故障，故障分析模块根据人工神经网络模块根据神经网络模块和故障定位模块的输出，给出故障组件发生故障的可能原因至人机接口供运行人员参考；若当前模态切换过渡过程未发生故障，故障分析模块无输出。进一步的，所述步骤1中风力发电系统模态为：标准冷态、送电完成、上水完成、吹扫准备、吹扫完成、点火准备、点火完成、开始投煤、冲转准备、并网准备和并网完成等模态。在满足一定切换条件时，风力发电系统会在两个相邻模态之间切换。进一步的，所述步骤3中一次风机系统包括以下组件：一次风指令生成组件、勺管调节控制器、入口挡板控制器、程序启动控制器、液耦工作油泵1、液耦工作油泵2、润滑油站一号油泵、润滑油站二号油泵、液耦辅润滑油泵、电机、轴、叶片、风机蜗壳、勺管调节执行器、勺管调节器、入口挡板执行器、入口挡板、出口挡板。进一步的，所述步骤3中二次风机系统包括以下组件：二次风指令生成组件、勺管调节控制器、入口挡板控制器、程序启动控制器、液耦工作油泵1、液耦工作油泵2、润滑油站一号油泵、润滑油站二号油泵、液耦辅润滑油泵、电机、轴、叶片、风机蜗壳、勺管调节执行器、勺管调节器、入口挡板执行器、入口挡板、出口挡板。进一步的，所述步骤3中引风机系统包括以下组件：入口电动门控制器组件、程序启动控制器、入口电动门调节阀、入口电动门、A密闭冷却风机、B密闭冷却风机、稀油站A润滑油泵、稀油站B润滑油泵、电机、轴、叶片、风机蜗壳、出口电动门。进一步的，所述步骤3中流化风机系统包括以下组件：流化风指令生成组件、入口电动门控制器组件、程序启动控制器、入口电动门调节阀、入口电动门、A密闭冷却风机、稀油站A润滑油泵、稀油站B润滑油泵、电机、轴、叶片、风机蜗壳、出口电动门、出口电动门排气阀。进一步的，所述步骤3中一次风机系统各组件在模态切换过渡过程中所消耗时间包括：各组件程序启动所需时间、一次风指令生成所需时间、勺管调节控制器控制指令生成所需时间、勺管调节执行器所耗时间、勺管调节器调节时间、入口挡板控制器控制指令生成所需时间、入口挡板执行器所耗时间、入口挡板调节时间等。进一步的，所述步骤3中二次风机系统各组件在模态切换过渡过程中所消耗时间包括：各组件程序启动所需时间、二次风指令生成所需时间、勺管调节控制器控制指令生成所需时间、勺管调节执行器所耗时间、勺管调节器调节时间、入口挡板控制器控制指令生成所需时间、入口挡板执行器所耗时间、入口挡板调节时间等。进一步的，所述步骤3中引风机系统各组件在模态切换过渡过程中所消耗时间包括：各组件程序启动所需时间、入口电动门控制器等控制指令生成所需时间、入口挡板执行器所耗时间、入口电动门调节时间。进一步的，所述步骤3中流化风机系统各组件在模态切换过渡过程中所消耗时间包括：各组件程序启动所需时间、入口电动门控制器等控制指令生成所需时间、入口挡板执行器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于组件的循环流化床锅炉风烟设备故障监测方法，该方法具体包括以下步骤：步骤1：系统启动，加载数据，建立循环流化床锅炉风烟系统与基于组件切换时间统计的故障监测装连接；步骤2：所述模态感知模块从循环流化床锅炉风烟系统控制中获取系统当前模态信息，建立风烟系统模态感知模型；步骤3：所述模态感知模块将循环流化床锅炉风烟系统当前模态信息传输至时间统计模块和人机接口单元；步骤4：所述时间统计模块获取循环流化床锅炉的一次风机、二次风机、引风机、流化风机系统中各组件在模态切换过渡过程中所消耗时间；步骤5：所述时间统计模块将当前各个组件在模态切换过渡过程中所消耗时间传输至人工神经网络模块；步骤6：人工神经网络模块初始化，根据时序分析数据库模块中的正常运行状态下，各个模态切换过渡过程各组件时间统计数据训练神经网络；步骤7：人工神经网络模块将当前各个组件在模态切换过渡过程中所消耗时间作为输入，产生模式识别输出，若某组件消耗时间过长，则对应输出变量值为1，可判断此组件当前状态为故障；步骤8：若当前模态切换过渡过程发生故障，则故障报警模块发出报警信号；若当前模态切换过渡过程未发生故障，故障报警模块不报警；步骤9：若当前模态切换过渡过程发生故障，故障定位模块根据人工神经网络模块输出判断故障位置；具体判断方法为：若某组件消耗时间过长，则对应输出变量值为1，可判断此故障发生位置为该组件；若当前模态切换过渡过程未发生故障，故障定位模块无输出；步骤10：若当前模态切换过渡过程发生故障，故障分析模块根据人工神经网络模块根据神经网络模块和故障定位模块的输出，给出故障组件发生故障的可能原因至人机接口供运行人员参考；若当前模态切换过渡过程未发生故障，故障分析模块无输出。...

【技术特征摘要】
1.一种基于组件的循环流化床锅炉风烟设备故障监测方法，该方法具体包括以下步骤：步骤1：系统启动，加载数据，建立循环流化床锅炉风烟系统与基于组件切换时间统计的故障监测装连接；步骤2：所述模态感知模块从循环流化床锅炉风烟系统控制中获取系统当前模态信息，建立风烟系统模态感知模型；步骤3：所述模态感知模块将循环流化床锅炉风烟系统当前模态信息传输至时间统计模块和人机接口单元；步骤4：所述时间统计模块获取循环流化床锅炉的一次风机、二次风机、引风机、流化风机系统中各组件在模态切换过渡过程中所消耗时间；步骤5：所述时间统计模块将当前各个组件在模态切换过渡过程中所消耗时间传输至人工神经网络模块；步骤6：人工神经网络模块初始化，根据时序分析数据库模块中的正常运行状态下，各个模态切换过渡过程各组件时间统计数据训练神经网络；步骤7：人工神经网络模块将当前各个组件在模态切换过渡过程中所消耗时间作为输入，产生模式识别输出，若某组件消耗时间过长，则对应输出变量值为1，可判断此组件当前状态为故障；步骤8：若当前模态切换过渡过程发生故障，则故障报警模块发出报警信号；若当前模态切换过渡过程未发生故障，故障报警模块不报警；步骤9：若当前模态切换过渡过程发生故障，故障定位模块根据人工神经网络模块输出判断故障位置；具体判断方法为：若某组件消耗时间过长，则对应输出变量值为1，可判断此故障发生位置为该组件；若当前模态切换过渡过程未发生故障，故障定位模块无输出；步骤10：若当前模态切换过渡过程发生故障，故障分析模块根据人工神经网络模块根据神经网络模块和故障定位模块的输出，给出故障组件发生故障的可能原因至人机接口供运行人员参考；若当前模态切换过渡过程未发生故障，故障分析模块无输出。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中一次风机系统各组件在模态切换过渡过程中所消耗时间包括：各组件程序启动所需时间、一次风指令生成所需时间、勺管调节控制器控制指令生成所需时间、勺管调节执行器所耗时间、勺管调节器调节时间、入口挡板控制器控制指令生成所需时间、入口挡板执行器所耗时间、入口挡板调节时间。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中二次风机系统各组件在模态切换过渡过程中所消耗时间包括：各组件程序启动所需时间、二次风指令生成所需时间、勺管调节控制器控制指令生成所需时间、勺管调节执行器所耗时间、勺管调节器调节时间、入口挡板控制器控制指令生成所需时间、入口挡板执行器所耗时间、入口挡板调节时间等。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中引风机系统各组件在模态切换过渡过程中所消耗时间包括：各组件程序启动所需...

【专利技术属性】
技术研发人员：房方，陈丽雪，李昭，刘吉臻，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11