一种燃气蒸汽联合循环机组汽水系统故障预警方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及设备故障诊断技术领域，具体公开了一种燃气蒸汽联合循环机组汽水系统故障预警方法及系统，该方法包括：获取汽轮机通流面积，根据汽轮机通流面积计算汽轮机退化系数；对汽轮机退化系数进行

【技术实现步骤摘要】
一种燃气蒸汽联合循环机组汽水系统故障预警方法及系统


[0001]本申请涉及设备故障诊断
，更具体地，涉及一种燃气蒸汽联合循环机组汽水系统故障预警方法及系统
。

技术介绍

[0002]随着燃气蒸汽联合循环机组具有调峰性能强
、
经济性好
、
热效率高等优点，是目前应用较为广泛和前景的一种清洁能源发电技术
。
汽水系统作为联合循环机组的重要组成部分，其出力约占循环机组总出力的
30
％～
40
％，对于联合循环机组整体的高效稳定运行有重要意义
。
[0003]汽轮机作为联合循环机组汽水系统的主要部件，其各项参数具有强耦合
、
非线性等特点，在设备运行期间，不仅存在着汽轮机叶片磨损
、
流道积垢等渐变性的故障，还存在着汽轮机叶片断裂变形以及流道阻塞等严重的突发性故障，对联合循环机组的正常运行造成严重的影响，因此，如何对汽轮机故障类型进行快速诊断，使检修人员能够及时反应，成为本
急需解决的技术难题
。

技术实现思路

[0004]为克服上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供一种燃气蒸汽联合循环机组汽水系统故障预警方法，包括：
[0005]获取汽轮机通流面积，根据汽轮机通流面积计算汽轮机退化系数；
[0006]对汽轮机退化系数进行
VMD
分解，得到
K
个模态分量
IMF
；
[0007]计算分解后的各
IMF
层的能量总和，根据各
IMF
层的能量总和计算能量分布；
[0008]建立机组典型能量分布故障样本，计算检测样本与机组典型能量分布故障样本各特征参数的灰关联系数；
[0009]对灰关联系数进行加权修正；
[0010]基于
D
‑
S
证据理论根据修正后的灰关联系数计算基本概率赋值，根据基本概率赋值对汽水系统进行故障诊断，根据诊断出的故障类型发出预警
。
[0011]进一步地，所述汽轮机退化系数计算公式为：
[0012][0013]其中，
D
为汽轮机退化系数，
A
为汽轮机检测通流面积，
A0
为汽轮机原始通流面积
。
[0014]进一步地，在根据汽轮机通流面积计算汽轮机退化系数之前，还包括：
[0015]设定预设进气温度矩阵
T
和预设汽轮机检测通流面积修正系数矩阵
B
，对于所述预设汽轮机检测通流面积修正系数矩阵
B
，设定
B(B1
，
B2
，
B3
，
B4)
，其中
B1
为第一预设汽轮机检测通流面积修正系数，
B2
为第二预设汽轮机检测通流面积修正系数，
B3
为第三预设汽轮机检测通流面积修正系数，
B4
为第四预设汽轮机检测通流面积修正系数，且1＜
B1
＜
B2
＜
B3
＜
B4
＜
1.5
；
[0016]对于所述预设进气温度矩阵
T
，设定
T(T1
，
T2
，
T3
，
T4)
，其中，
T1
为第一预设进气温度，
T2
为第二预设进气温度，
T3
为第三预设进气温度，
T4
为第四预设进气温度，
T1
＜
T2
＜
T3
＜
T4
；
[0017]根据检测进气温度与所述预设进气温度矩阵
T
之间的关系选定相应的汽轮机检测通流面积修正系数对汽轮机检测通流面积进行修正；
[0018]当检测进气温度＜
T1
时，选定所述第一预设汽轮机检测通流面积修正系数
B1
对汽轮机检测通流面积进行修正；
[0019]当
T1≤
检测进气温度＜
T2
，选定所述第二预设汽轮机检测通流面积修正系数
B2
对汽轮机检测通流面积进行修正；
[0020]当
T2≤
检测进气温度＜
T3
，选定所述第三预设汽轮机检测通流面积修正系数
B3
对汽轮机检测通流面积进行修正；
[0021]当
T3≤
检测进气温度＜
T4
，选定所述第四预设汽轮机检测通流面积修正系数
B4
对汽轮机检测通流面积进行修正
。
[0022]进一步地，对汽轮机退化系数进行
VMD
分解时，约束变分模型表达式为：
[0023][0024]其中，
u
k
为经
VMD
分解后的
K
个模态分量，
w
k
为模函数的中心频率，为冲激函数，为经希尔伯特变换后模态对应的单边频谱
。
[0025]进一步地，模态分量的分解层数
K
的取值方法包括：
[0026]对汽轮机退化系数进行
VMD
分解，统计不同
K
值下的中心频率；
[0027]当相邻两模态的中心频率相近时，选取取值较小的
K
值作为模态分量的分解层数
。
[0028]进一步地，根据各
IMF
层的能量总和计算能量分布，包括：
[0029]获取分解后各
IMF
层的数据点，计算各
IMF
层的能量总和：
[0030][0031]其中，
E
i
为第
iIMF
层的能量总和，
n
为
IMF
层的数据点个数，
x
ik
为第
iIMF
层的
k
数据点；
[0032]根据各
IMF
的能量总和计算能量分布：
[0033][0034]其中，
p
i
为第
i
个
IMF
层能量的能量分布
。
[0035]进一步地，所述灰关联系数的计算公式为：
[0036][0037]其中，
r
ij
为灰关联系数，
X0(j)
为典型能量分布故障样本，
m
为故障类型的个数，
X
i
(j)
为检测样本，根据灰色关联法则，取
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种燃气蒸汽联合循环机组汽水系统故障预警方法，其特征在于，所述方法包括：获取汽轮机通流面积，根据汽轮机通流面积计算汽轮机退化系数；对汽轮机退化系数进行
VMD
分解，得到
K
个模态分量
IMF
；计算分解后的各
IMF
层的能量总和，根据各
IMF
层的能量总和计算能量分布；建立机组典型能量分布故障样本，计算检测样本与机组典型能量分布故障样本各特征参数的灰关联系数；对灰关联系数进行加权修正；基于
D
‑
S
证据理论根据修正后的灰关联系数计算基本概率赋值，根据基本概率赋值对汽水系统进行故障诊断，根据诊断出的故障类型发出预警
。2.
如权利要求1所述的燃气蒸汽联合循环机组汽水系统故障预警方法，其特征在于，所述汽轮机退化系数计算公式为：其中，
D
为汽轮机退化系数，
A
为汽轮机检测通流面积，
A0为汽轮机原始通流面积
。3.
如权利要求2所述的燃气蒸汽联合循环机组汽水系统故障预警方法，其特征在于，在根据汽轮机通流面积计算汽轮机退化系数之前，还包括：设定预设进气温度矩阵
T
和预设汽轮机检测通流面积修正系数矩阵
B
，对于所述预设汽轮机检测通流面积修正系数矩阵
B
，设定
B(B1
，
B2
，
B3
，
B4)
，其中
B1
为第一预设汽轮机检测通流面积修正系数，
B2
为第二预设汽轮机检测通流面积修正系数，
B3
为第三预设汽轮机检测通流面积修正系数，
B4
为第四预设汽轮机检测通流面积修正系数，且1＜
B1
＜
B2
＜
B3
＜
B4
＜
1.5
；对于所述预设进气温度矩阵
T
，设定
T(T1
，
T2
，
T3
，
T4)
，其中，
T1
为第一预设进气温度，
T2
为第二预设进气温度，
T3
为第三预设进气温度，
T4
为第四预设进气温度，
T1
＜
T2
＜
T3
＜
T4
；根据检测进气温度与所述预设进气温度矩阵
T
之间的关系选定相应的汽轮机检测通流面积修正系数对汽轮机检测通流面积进行修正；当检测进气温度＜
T1
时，选定所述第一预设汽轮机检测通流面积修正系数
B1
对汽轮机检测通流面积进行修正；当
T1≤
检测进气温度＜
T2
，选定所述第二预设汽轮机检测通流面积修正系数
B2
对汽轮机检测通流面积进行修正；当
T2≤
检测进气温度＜
T3
，选定所述第三预设汽轮机检测通流面积修正系数
B3
对汽轮机检测通流面积进行修正；当
T3≤
检测进气温度＜
T4
，选定所述第四预设汽轮机检测通流面积修正系数
B4
对汽轮机检测通流面积进行修正
。4.
如权利要求1所述的燃气蒸汽联合循环机组汽水系统故障预警方法，其特征在于，对汽轮机退化系数进行
VMD
分解时，约束变分模型表达式为：
其中，
u
k
为经
VMD
分解后的
K
个模态分量，
w
k
为模函数的中心频率，为冲激函数，为经希尔伯特变换后模态对应的单边频谱
。5.
如权利要求1所述的燃气蒸汽联合循环机组汽水系统故障预警...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚熠，李清平，汪辰，陈瑞捷，葛舒毓，
申请(专利权)人：华能上海燃机发电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：