[发明专利]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

说明书

本发明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。

技术领域

本发明属于循环流化床机组运行故障监测技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

针对上述背景技术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，本发明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。

本发明从系统层面，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。

本发明采用以下技术方案：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；