[发明专利]一种供热系统换热器运行中故障诊断方法

权利要求书

1.一种供热系统换热器运行中故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：首先建立换热器正常状态下反映固定传热系数的梯度提升回归树GBRT模型，模型的输入变量为换热器的一次侧流量G₁′和二次侧流量G₂′，模型的输出变量为换热器固定传热系数k′；

步骤2)：利用换热器正常状态下的传热系数k′与一次侧流量G₁′和二次侧流量G₂′对GBRT模型进行训练，使训练得到的黑箱模型能够反映正常状态下换热器流量与固定传热系数的关系；

步骤3)：基于换热器的换热原理开发计算换热器换热系数的白箱模型，模型的输入变量为待检状态换热器的一次侧温差Δt₁和二次侧温差Δt₂，模型的输出变量为换热器的总传热系数k，得到换热器总传热热阻

步骤4)：将待测状态下换热器的一次侧流量G₁和二次侧流量G₂输入步骤2)得到的黑箱模型中，计算待检状态下换热器的固定换热系数k_d，得到固定传热热阻

步骤5)：将步骤3)得到的换热器总传热热阻减去步骤4)得到的固定传热热阻以计算换热器的广义污垢传热热阻R；

步骤6)：根据计算出的广义污垢传热热阻诊断待检换热器是否发生故障。

2.根据权利要求1所述的一种供热系统换热器运行中故障诊断方法，其特征在于，所述步骤1)中以一次侧流量G₁′和二次侧流量G₂′为变量建立特定的换热器固定换热系数k的梯度提升回归树(GBRT)模型。

3.根据权利要求1所述的一种供热系统换热器运行中故障诊断方法，其特征在于，所述步骤3)中用于计算待检换热器传热系数的白箱模型为：

Q＝CG₁Δt₁ (2)

式中，Q为换热器一次侧换热量，由一次侧进出口温差Δt₁和流量G₁计算(W)；A为换热器的传热面积(m²)；C为水的比热容(J/(k_g·℃))；Δt_m为换热器的对数平均温差，由换热器一次侧进出口温差Δt₁和二次侧进出口温差Δt₂计算。

4.根据权利要求1所述的一种供热系统换热器运行中故障诊断方法，其特征在于，所述步骤5)中计算换热器的广义污垢传热热阻R，具体公式如下：

5.根据权利要求1所述的一种供热系统换热器运行中故障诊断方法，其特征在于，所述步骤6)中采用广义污垢换热热阻判断待检换热器是否故障，判断的依据为：当广义污垢热阻大于0.0002(m²·K)/W时，认为换热器故障，需要清洗或维修；否则换热器运行正常。