[发明专利]风烟系统设备故障的智能预警与在线诊断方法及系统

说明书

本发明公开了风烟系统设备故障的智能预警与在线诊断方法及系统，该方法包括：采集风烟系统各设备的振动信号和非振动信号，分别得到振动状态信号矩阵和非振动状态信号矩阵；对振动状态信号矩阵、非振动状态信号矩阵进行标准化处理，并合并分别得到对应的标准状态矩阵；对标准状态矩阵进行非线性转换、核主元分析，计算得到Q统计量和控制限Q_α，并对标准状态矩阵进行多元状态估计，得到故障预警阈值；通过故障预警阈值进行故障智能预警，其中，通过Q统计量和控制限Q_α进行故障类型的诊断。本发明实现了风烟系统设备故障的智能预警与在线诊断，提高了风烟系统运行的可靠性、安全性，以及整体效率、使用寿命、整体能效率。

技术领域

本发明属于火电站技术领域，尤其涉及风烟系统设备故障的智能预警与在线诊断方法及系统。

背景技术

大型电站机组中锅炉风烟系统是机组十分重要的系统之一。风机是风烟系统的重要部件之一，通过风烟系统空气预热器设备实现锅炉排烟余热的有效利用来加热进入炉膛燃烧的空气；通过风烟系统风机设备的旋转来克服气流流通时的各种阻力，从而实现锅炉风烟系统的平衡通风，保证机组锅炉的安全运行。

风烟系统空气预热器设备系统包括传动控制、漏风控制、测速控制、吹灰系统、火灾报警、消防系统等多个子系统，空气预热器及其关联系统的运行监控常常采用PLC或DCS系统，风机本体及其辅助系统设备的监控通常采用DCS系统，风烟系统中空气预热器、三大风机设备在正常运行过程中监控参数微小的振荡，有可能被运行及设备管理人员忽视，设备运行时的关联因素参数的变化也未能及时得到管理人员的重视，这会给电厂造成两方面的损失：

一方面，当设备出现报警时，设备中的部件多数已经发生不同程度的损坏，且极易造成运行机组的减负荷或临时非计划紧急停机抢修，更糟糕的是抢修的时候，设备管理及运行人员又需要耗费巨大的时间和人力成本来进行事故分析诊断，给企业造成不必要的损失和运营成本的增加；

另一方面，不能针对出现的关联参数不合理的变化，及时调整运行操作，避免设备使用寿命的非正常损失，也不能针对风机设备故障发生的原因及时在线给出诊断信息，提供针对性比较强的检修方案。同时，目前的DCS控制系统，无法给电站各管理层级决策提供便捷、安全可靠的设备状态数据支撑需求。由此对电站风烟系统空气预热器、三大风机设备的在线监控，智能预警及在线诊断的功能实现是有很迫切的需求。

目前，国内存在的几种风烟系统设备的运行监控系统，绝大部分是通过设备就地设置传感器，采集数据传送至DCS系统，通过监控上位机进行风烟系统空气预热器、三大风机设备参数的运行监控，在DCS系统中已经针对风烟系统空气预热器、一次风机、送风机和引风机设备安全运行的参数设定了报警限值，针对运行过程中某一关联参数出现的振动，无法及时引起运行人员的警觉，也无法及时判断出每种风烟系统设备到底出现了何种故障导致的参数变化，不能实现风烟系统每种设备故障的智能预警，也不能针对预警给出在线的诊断结果。且目前机组为适应快速调峰，负荷变化频率较快，空气预热器、三大风机设备的运行参数也随之变化较大，如何实现风烟系统空气预热器、三大风机设备故障的智能预警和在线诊断，并及时提供系统设备故障诊断的可视化诊断报告，是业内人员共同研究的一项课题。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了风烟系统设备故障的智能预警与在线诊断方法及系统。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种风烟系统设备故障的智能预警与在线诊断方法，包括以下步骤：

S1：采集风烟系统各设备的振动信号和非振动信号，分别得到风烟系统各设备的振动状态信号矩阵和非振动状态信号矩阵；

S2：对风烟系统各设备的振动状态信号矩阵、非振动状态信号矩阵进行标准化处理，并合并风烟系统各设备的振动状态信号矩阵与非振动状态信号矩阵，分别得到对应的标准状态矩阵；