[发明专利]超临界机组锅炉爆管故障诊断方法

说明书

本发明公开了一种超临界机组锅炉爆管故障诊断方法，在进行锅炉系统的故障诊断时，由于故障数据是从锅炉系统中直接采集获得的，各数据之间存在多种耦合关系，直接进行故障类型的识别会存在准确率低的问题，而本方法首先是将存在耦合关系的故障数据通过逆变器映射成随机数进行解耦处理，而后再进行故障子空间的重构，完成故障类型的识别，以提高故障诊断的准确性。

技术领域

本发明公开涉及故障诊断的技术领域，尤其涉及一种超临界机组锅炉爆管故障诊断方法。

背景技术

超临界机组，为利用超临界水蒸气作为工质带动汽轮机产生动力并发电的电力机组。作为超临界水蒸气的产生装置，锅炉负责将热量发生装置产生的高温能量转化为超临界水蒸气。为了将水蒸气加热至超临界状态，锅炉要长期工作在高温高压状态下，一旦锅炉温度超过承受极限，将会产生爆管事故，导致机组被迫停机，给电力系统造成损害。

通常，锅炉在设计时一般会留有足够裕量，机组一般不会突然脱离正常运行状态，发生爆管故障。就是说在发生爆管故障前，一般会有早期的异常表现，如果提前发现这些早期的异常，可以计划性停机，并进入锅炉内部进行检修，避免计划外停机对电网造成的损害。

然而锅炉系统庞大，数据复杂，以我们分析的中国某火力发电厂为例，仅锅炉系统监测变量就多达83个。一方面并不是每一个变量对故障的发现都有用处，另一方面通过分析爆管事故前一小时内数据发现，大部分变量已经脱离正常运行值。并且，超临界机组数据中既包含控制量，又包含反馈量以及执行器变量，属于典型的动态系统，具有时变、数据样本多模式不平衡以及时间序列复杂时空耦合等特性，给故障的准确诊断带来挑战。

因此，如何研发一种适用于超临界机组锅炉爆管故障诊断方法，以避免计划外停机对电网的造成的损害，成为人们亟待解决的问题。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种超临界机组锅炉爆管故障诊断方法，以解决锅炉系统的动态、时变、数据样本多模式不平衡以及时间序列复杂时空耦合等特性带来的故障诊断难题，避免计划外停机，减少对电网造成损害。

本发明提供的技术方案，具体为，一种超临界机组锅炉爆管故障诊断方法，该方法包括如下步骤：

S1：采集锅炉系统的运行数据；

S2：依据所述锅炉系统的运行数据，判别所述锅炉系统是否存在故障，若存在故障，获取所述锅炉的故障数据；

S3：依据所述故障数据，进行所述锅炉系统的故障类型识别以及根因分析；

其中，步骤S3中依据所述故障数据，进行所述锅炉系统的故障类型识别，具体为：

将所述锅炉系统的历史正常运行数据以及多类历史故障运行数据通过训练后的逆变器I(X)解耦后，进行多类故障子空间提取；

采用训练后的逆变器I(X)将所述故障数据解耦，获得逆变换故障数据；

依据提取的多类故障子空间以及逆变换故障数据，进行故障类型识别；

所述逆变器I(X)＝G^-1(X)，其中，G(X)为生成器，用于将相互独立的高斯白噪声生成为多变量时间序列的伪数据，所述生成器G(X)是基于所述锅炉系统的历史正常运行数据，采用生成对抗网络建立后，训练获得。

优选，采集锅炉系统的运行数据，具体包括：水冷壁、过热器、冷凝器、循环泵、凝结水泵、除氧器以及给水泵的温度数据、压力数据以及流量数据。

进一步优选，所述过热器包括：折焰角、顶棚、包墙、一级过热器、屏式过热器、末级过热器、初级再热器、末级再热器以及入口集箱。

进一步优选，所述依据所述锅炉系统的运行数据，判别所述锅炉系统是否存在故障，具体为：