[发明专利]一种流程工业设备用能状态诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及流程工业能源管理和优化领域，特别涉及流程工业设备用能状态诊断方法。

背景技术

设备用能状态是指流程工业中使用燃料、电力和热力等能源的一类设备在运行过程中其界区内的能源利用状况。能源利用的状况常常以能效进行表征，即设备利用的有效能源量占设备输入总能源量的比率。能效与设备本身特性、运行条件和操作相关，是多种因素共同作用的结果。对于生产过程中给定的设备，如何从影响能效的各个因素出发，诊断其用能所存在的问题，查找提高能效的手段，是非常有意义的。

目前对设备的能效管理多集中于设备实际能效的计算和监测，不同设备的能效计算方法可参见相关的国家标准或者行业规范。在设备的设计和制造阶段，标定额定负荷、额定效率等指标。在设备安装运行后，企业通过监测设备的实际能效，形成报表，据此进行设备的用能管理。这是一种“结果导向”型的管理办法，是以人为核心进行分析和决策的设备用能管理机制，其实际效果取决于两个因素：首先是人的分析的水平；其次是人的责任心。

设备在实际安装使用后，其实际的能效与额定效率往往存在一定差距，这种差距一般是由于燃料特性、工艺条件、设备磨损、人员操作等引起的。由于影响能效因素复杂，常常无法确定导致能效下降的原因，或者要投入大量的人力查找问题，但这同时又影响的分析和解决问题的时效性。

随着能源价格的不断上升，通过技术手段加强用能管理并实现节能降耗成为降低生产成本的有效途径。近年来，随着计算机技术、数据分析与处理技术、智能控制技术的不断进步也为生产设备的在线诊断和分析提供了技术可行性。

发明内容

本发明提供了一种流程工业设备用能状态诊断方法，在用能状态下降时能够根据用能状态诊断树自动分析用能状态下降的原因，给出诊断结果，为人们找到能效下降原因提供及时、准确的参考。

一种流程工业设备用能状态诊断方法，包括以下步骤：

1)建立设备用能状态诊断树，所述用能状态诊断树是根据理论和/或生产实践知识将用能状态降低这一结果与导致这一结果的原因之间建立联系，所述结果和原因统称为事件，并通过逻辑关系将所述事件之间加以联系，并控制所述事件搜索的方向；所述用能状态降低是指实时用能状态小于最优用能状态；

2)根据包括用能状态数据的实际生产数据确定表征最优用能状态的最优用能状态数据，并以最优用能状态数据集的形式存储在数据库中；

所述用能状态数据包含生产参数、能效参数和操作参数；所述生产参数包括生产负荷、能源特性、原料种类、产品等级及数量，所述能效参数是衡量用能状态的指标；所述操作参数用于对生产参数进行控制，同时又反映、影响能效参数；

所述最优用能状态是设备在正常运行过程中各生产参数对应的能效参数所发生过的最优能效参数；所述最优能效参数包括能量利用效率最高，或能耗最低；所述最优操作参数是指最优能效参数发生时的设备的操作参数；

3)采集设备运行数据，得到代表实时用能状态的实时用能状态数据；所述实时用能状态数据的结构与所述最优用能状态数据的结构相同；

4)将实时用能状态与最优用能状态比较，如果实时用能状态小于最优用能状态，则启动用能状态诊断树进行用能状态诊断，自动查找导致实时用能状态下降的原因，并给出诊断结果；和/或如果实时用能状态大于最优用能状态，则更新最优用能状态数据集，即以当前实时用能状态数据替换当前最优用能状态数据；

所述实时用能状态小于或大于最优用能状态是指所述实时用能状态的能效参数小于或大于最优用能状态的能效参数。

步骤2)可以采用离线方式确定表征最优用能状态的最优用能状态数据；所述离线方式是从历史数据库中导出一定时间范围的历史数据，通过离线分析找出设备在此时间范围内各个观察周期的用能状态数据，和/或存入用能状态数据集，进而确定最优用能状态数据，并形成最优用能状态数据集。