基于专家系统的故障诊断模块应用_南鸥.pdf

年第 卷第 期东北电力技术 其他基于专家系统的故障诊断模块应用南 鸥，王 瞳，（.国家能源聊城发电有限公司，山东 聊城；.国能智深控制技术有限公司，北京；.北京市电站自动化工程技术研究中心，北京）摘要：基于专家系统的故障诊断模块可实现对工艺系统、设备运行状态和控制系统的在线监测及故障诊断，可进一步给出故障处理操作指导或进行故障自动处理，实现设备和功能故障自恢复。以故障根源分析、智能预警等为目标，以专家系统为手段的智能报警系统，通过及时鉴别和显示生产系统，能够有效确保电厂高效生产，提高系统可靠性。关键词：智慧电厂；自动化；专家系统；故障诊断中图分类号 文献标志码 文章编号（），（，；，；，）：，：；随着发电过程智能化改进的不断发展，越来越多的智能模块融入到发电生产中，通过智能诊断识别火电机组的运行效率及设备状态，已成为智能发电必不可少的环节。火电机组智能诊断可实现对工艺系统、设备运行状态和控制系统的在线监测及故障诊断，可进一步给出故障处理操作指导或进行故障自动处理，实现设备和功能故障自恢复，提高监控效率和生产安全性。故障诊断模块分析基于专家系统的故障诊断模块将运行专家的专业知识和丰富经验、运行规程、设备设计资料等表达和固化为专家故障知识库。专家故障知识库有故障识别规则，保证各种故障类型判断的准确度，通过推理分析方法进行设备故障识别诊断，并给出故障严重程度和维修建议。.规则形式基于专家系统的故障诊断模块采用故障树的报警分析形式，主要功能是监视机组运行过程中出现的一些重要参数异常变化的现象，当参数偏离正常值或者发现有某种异常征兆出现时，将这些故障信息提示出来，引起相关人员的注意。运行故障诊断过程需要运行规程的知识及运行专家的经验，通过模块可对报警信息进行在线分析，找出故障原因，并对出现的故障提出最佳处理方案，根据用户需要，系统给出推理过程和专家解释。根据规则进行推理计算，一旦规则成立，说明某个故障出现。规则形式如图 所示，包括规则的结论和故障的征兆 个部分。其中故障的预兆又由充分必要条件、充分性条件、必要性条件和可能性条件组成。.控制原理基于专家系统的故障诊断模块将根据系统定义 东北电力技术 年第 卷第 期图 模块规则形式的规则形式，构建根源故障知识库。当关键报警项出现时，可根据故障知识库结构，启动自动推理过程，结合历史数据，快速定位报警根源，判断故障报警事件发生的初始原因并提示运行人员。利用贝叶斯网络模型，采用定性知识网络推理和定量机器学习相结合的方法计算事件概率，来推理和识别报警根源。推理过程如图 所示，当前报警时刻 产生了 信号报警，根据知识库可查询到根源报警信息为，同时推算出 时刻，将产生 信号报警，并由 信号进一步预测、等信号的异常信息。图 故障推理 故障诊断模块应用.机组级应用某 火电机组 号机的故障诊断与根源分析如下。首先通过软件进行报警信息录入和修改；然后定义知识库文件（规则库），发生报警后启动报警推理，通过过程数据和中间变量或手动输入的方式进行专家推理；最后得出故障原因和操作指导。机组级应用如图 所示，主要包括如下内容。风烟系统：风机喘振及失速、风机跳闸等诊断分析；制粉系统：磨煤机满煤、断煤、磨煤机事故跳闸、给煤机事故跳闸等诊断分析；给水系统：给水泵倒转、给水泵事故跳闸、凝结水泵事故跳闸等诊断分析；高低压加热器系统泄漏等诊断分析；机组工况分析：主蒸汽压力异常等诊断分析。.分系统应用以 号高压加热器（以下简称高加）泄漏为例来进行故障诊断说明，号高加泄漏的故障知识库根据运行专家分析得到，如图 所示。图 机组级应用图 号高加泄漏条件由图 可知，号高加泄漏有 个故障诊断条件，个条件同时满足则表明 号高加发生泄漏。条件 为给水泵入口流量大于给水流量与减温水流量的和。该条件中的数值通过 测点进行计算，当计算给水泵入口流量与给水流量及减温水流量的差值大于定值时触发该条件，定值根据历史查询和运行专家分析确定。条件 为 号高加温升变小。高加温升一般与机组负荷有关，不同负荷下高加温升会有变化，如果是供热机组，还需要考虑机组供热抽汽流量。通过神经网络对 号高加温升进行参数训练，当训练得到的 号高加温升标准值与实际值的差值大于定值时触发该条件，定值根据历史数据或运行专家分析确定。条件 为给水泵电流大于标准值。当高加泄漏时，为了维持机组相同负荷，给水泵入口流量会增大，因此通过机组负荷或者主蒸汽流量对给水泵总电流进行训练，当训练得到的给水泵总电流标准值与实际值的差值大于定值时触发该条件，定值根据历史数据或运行专家分析确定。条件 为 号高加疏水温度大于标准值。高加疏水温度一般与机组负荷或者主蒸汽流量有关，不同负荷下高加温升会有变化，如果是供热机组，还需要考虑机组供热抽汽流量。通过神经网络对 号 年第 卷第 期南 鸥，等：基于专家系统的故障诊断模块应用 高加疏水温度进行参数训练，当训练得到的 号高加疏水温度标准值与实际值的差值大于定值时触发该条件，定值根据历史数据或运行专家分析确定。条件 为 号高加液位上升。通过逻辑组态来识别 号高加液位上升。结语总结近年来的事故案例，很大一部分原因是由于运行人员无法在第一时间发现报警源头或者报警信号产生时留给运行人员应急处理时间太短，造成了非停事故。以故障根源分析、智能预警等为目标，以专家系统为手段的智能报警系统，能够有效确保电厂高效生产、提高可靠性，降低人力成本、提高企业市场竞争力，同时有效避免安全生产事故的发生。参考文献：屠学伟，郑亚锋 智慧电厂建设探讨 自动化博览，（）：许承顺 智慧电厂与智能发电典型研究方向及关键技术综述 智能城市，（）：尹 峰，陈波，苏烨，等 智慧电厂与智能发电典型研究 方向 及关键 技术综 述 浙 江 电 力，（）：，李振杰，李 强，程 金，等 智能技术在电力系统自动化中的应用探析 科技创新导报，（）：耿 路，颜伟，朱达，等 智能技术在电力系统自动化中的应用 电子技术与软件工程，（）：黎楚越 电力系统自动化中智能技术的应用 电子元器件与信息技术，（）：蒋超颖 智能技术在电力系统自动化中的应用 电子技术与软件工程，（）：郑灿楷 智能技术在电力系统自动化中的应用探析 现代工业经济和信息化，（）：刘吉臻，胡勇，曾德良，等 智能发电厂的架构及特征 中国电机工程学报，（）：华志刚，郭 荣，汪 勇.燃煤智能发电的关键技术 中国电力，（）：作者简介：南 鸥（），女，硕士，工程师，从事火电厂运行分析方面的工作。（收稿日期）（编辑：赵 涛）（上接第 页）结论.燃油锅炉改为燃煤锅炉，由于炉膛几何尺寸没有改变，种燃料的截面热负荷不相同，因此会出现因热负荷过高而超温的问题。.中储式制粉系统锅炉出现火焰偏斜时，可采用同层煤粉或二次风不均等的型式配风调节。.通过从不同角度投入焦炉煤气，对缓解锅炉火焰偏斜效果较好。参考文献：黄新元.电站锅炉运行与燃烧调整 .北京：中国电力出版社，：蔡新春，武卫红，祝康平，等 锅炉中储式制粉系统优化试验研究 山西电力，（）：张 相，蒋红，李刚，等 低氮燃烧技术对锅炉燃烧系统的影响分析 能源工程，（）：，郑准备，李秀广，杨占君 火电厂 锅炉水冷壁管泄漏原因分析 热加工工艺，（）：李继康，黄进峰，李文成 锅炉水冷壁管爆裂原因分析 物理测试，（）：作者简介：关风一（），男，硕士，工程师，从事火电厂锅炉性能试验及设备改造工作。（收稿日期）（编辑：刘 娟）节约能源一起来，共创美好的未来