[发明专利]导热油循环故障诊断系统

说明书

本发明公开了一种导热油循环故障诊断系统，属于锅炉故障诊断技术领域。本发明采用多模块化的监测方法细化监控对象，设置包括导热油泄露、导热油劣化、导热油超温超压、管壁结垢等多故障模式的监测模块，并对系统运行状态进行识别划分，根据不同状态实现故障预测，实现系统的日常维护和故障处理，监测覆盖面广且监测效率高，能够适用于蒸汽‑导热油双介质锅炉系统的多种故障情况。同时本发明采用NARX神经网络训练方法进行预测，有效学习和处理锅炉系统的大样本数据，提高了预测准确性和效率。

技术领域

本发明属于锅炉故障诊断技术领域，具体涉及导热油循环故障诊断系统。

背景技术

导热油作为一种性能良好的有机热载体，由于具有高温低压的传热性能，热稳定性好、流动性能好、对环境影响小的特点，越来越广泛应用于锅炉系统中作为一种热交换介质。但传统导热油锅炉存在着排烟温度高、热效率低、出力不足的问题，且导热油易发生超温裂解变质，其劣化产物容易在受热面管壁结垢结焦，使得炉管受热不均导致局部过热，甚至引发爆管和泄露起火的安全事故。蒸汽-导热油双介质锅炉在传统蒸汽循环系统中加入了导热油换热回路，降低了导热油锅炉的排烟温度，充分优化了能量的利用，且能满足不同温度的供热需求，但由于导热油的特性，系统仍然存在着如泄露、超温等安全隐患，因此需要对整个锅炉系统进行安全监测。研究蒸汽-导热油双介质锅炉的监测与运维系统及方法，对于保证机组的安全、高效、环保运行具有重要意义。

经过对现有技术的检测发现，目前还没有针对蒸汽-导热油双介质锅炉的监测与运维技术，国内外研究多将监测对象重点放在燃煤锅炉上。在监测系统的研究上，现有的研究主要有：(1)燃煤锅炉的能效监测。以中国专利CN102252784B、CN102385370B为例，将现场采集的数据传输至远程服务器并进行锅炉能效计算，实现锅炉能效的实时监测。该方法的缺陷在于智能对系统的效率进行监测，无法实现锅炉故障的预测和诊断，监测效果不足；(2)电站锅炉在线诊断。以中国专利CN108663980A为例，远程诊断中心对采集的现场运行数据进行诊断，并根据维护实际情况和专家经验给出运维建议。该系统存在的缺陷是缺少对应的调控系统，无法实现锅炉系统的运维智能化，并且该技术对系统的所有数据进行监测，不区分系统的运行状态如正常运行和故障模式，增加系统监测的复杂程度和维数，监测效率较低；(3)导热油换热器泄露监测系统。以中国专利CN110186313A为例，在各换热器上设置传感器，通过多通道信号分析系统进行频谱分析与判断，实现换热器的故障监测。该技术无法实现对整个蒸汽-导热油双介质锅炉系统的监测，且只能监测导热油的泄露情况，缺少多种故障的识别功能。

在监测方法的研究上，现有的研究主要有：(1)知识推理预测。以中国专利CN108803569A为例，对系统状态的特征信号进行选取和故障征兆提取，利用知识库和专家经验实现基于知识的诊断推理；(2)机器学习预测。以中国专利CN106802646A、CN110007661B为例，分别采用了决策树算法和SVM算法训练预测模型，实现系统故障的诊断。上述两种方法的缺陷在于识别准确率和效率较低，且无法适应锅炉系统运行的大量数据。以中国专利CN107505927B为例，构建了风烟系统模态感知模型，通过对风烟系统在冷态启动过程中各个模态切换的过渡时间统计数据进行人工神经网络的时序分析，实现对故障的定位和诊断。但该方法只针对冷态启动过程的风烟系统，无法监测处于多种状态下的整个锅炉系统，且对蒸汽-导热油双介质锅炉系统的适应性有待验证。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了导热油循环故障诊断系统，采用多模块化的监测方法细化监控对象，设置包括导热油泄露、导热油劣化、导热油超温超压、管壁结垢等多故障模式的监测模块，并对系统运行状态进行识别划分，根据不同状态实现故障预测，实现系统的日常维护和故障处理，监测覆盖面广且监测效率高，能够适用于蒸汽-导热油双介质锅炉系统的多种故障情况，同时采用NARX神经网络训练方法进行预测，有效学习和处理锅炉系统的大样本数据，提高了预测准确性和效率。

本发明具体采用的技术方案如下所示：