CN101377683B - 火力发电厂过热蒸汽温度异常自诊断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种火力发电厂过热蒸汽温度异常自诊断方法属于在线诊断，它的诊断信息面向现场的集控运行人员，运行人员在参数报警状态下点击，即可通过过热蒸汽温度异常的故障诊断程序的运行，获得包括故障原因，故障部位等的故障信息的显示，依此可帮助运行人员及时处理现场故障，为火电厂安全运行及工业设备维护提供了快捷、简便的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种大型火电厂自动控制领域，特别涉及一种火力发电厂过热蒸汽温度异常的自诊断。
背景技术
目前大型火电单元机组已成为我国电力事业的主流，而随着机组容量的不断大型化，使其设备及运行更趋于复杂化，一旦发生主要设备或严重运行故障，如果得不到及时的处理就会波及整个机组，造成重大事故发生。就现阶段用于我国300MW以上的大型火电机组控制的计算机集散控制系统(DCS)中，涉及生产过程异常工况的只有通过数据采集系统(DAS)实现的简单的参数异常的报警信息功能，如过热蒸汽异常报警，这样对运行人员而言就只能通过人工离线分析各种有关数据和根据运行经验，来确定故障的原因或故障所处的位置，如引起主蒸汽温度高报警的原因，但故障严重或快速蔓延时，就会因为人工判断的延迟，造成采取有效措施的延迟，从而影响电厂生产过程的安全经济运行。
现在有些带有电厂厂级监控信息系统(SIS)的大型火电厂，在SIS开发的高端应用程序上已有故障诊断子系统，但这种故障诊断子系统主要是通过针对各种运行状态参数，结合其历史信息，考虑环境因素，采用专业的分析和判断报警，评估其是处于正常状态，是异常或是故障状态，并进行显示和记录。这种子系统首先只能使用于SIS上，而其故障信息面向的人员并非直接面向生产现场的集控运行人员，多数是管理人员，并且从该子系统的设计原理性质看，它使用历史数据分析的原理，它只是属于预测性的报警功能。同时SIS系统还有些通过历史数据诊断设备故障的子功能，是维护设备的诊断系统，它们属于管理经济性的优化范畴。
发明内容
本发明是针对现有火电单元机组设备运行复杂，故障判断困难的问题，提出了一种火力发电厂过热蒸汽温度异常自诊断方法，通过参数异常的状态现象，直接诊断确定出包括锅炉受热面爆管/泄漏在内的故障部位、程度，原因，通过这些故障信息的指示，可及时为操作人员提供故障处理建议，使故障及时得到处理。
本发明的技术方案为：一种火力发电厂过热蒸汽温度异常自诊断方法，在线数据采集系统DAS，过热蒸汽温度异常自诊断方法包括以下步骤：
1)、通过对火电仿真机组故障系统的测试、数据分析、热力学理论分析、现场的故障记录建立故障模型；
2)、通过组态监控软件生成故障诊断程序，根据故障诊断程序对故障模型进行故障分离，建立故障树第一层为过热蒸汽温度异常报警，第二层为故障特征参数告知故障部件，第三层为造成故障的故障特征参数状态；
3)、在线故障显示：在DAS系统下，运行人员在参数报警状态下点击，根据建立的故障树将各层故障显示关联，诊断界面出现故障后一级一级查询故障的具体原因。
所述过热蒸汽温度异常报警包括过热蒸汽温度高异常和过热蒸汽温度低异常，其中过热蒸汽温度高异常下层故障部件或情况包括：下降管泄漏、低温过热器爆管、水冷壁泄漏、末级过热器发生二次燃烧、低温过热器泄漏、后屏过热器爆管；过热蒸汽温度低异常下层故障部件或情况包括：后屏过热器泄漏、末级过热器泄漏、水平烟道过热器结垢。
本发明的有益效果在于：本发明火力发电厂过热蒸汽温度异常自诊断方法属于在线诊断，它的诊断信息面向现场的集控运行人员，运行人员在参数报警状态下点击，即可通过过热蒸汽温度异常的故障诊断获得故障原因，故障部位等的故障信息的显示，依此可帮助运行人员及时处理现场故障，为火电厂安全运行及工业设备维护提供了快捷、简便的方法。
附图说明
图1本发明火力发电厂过热蒸汽温度异常自诊断方法中过热蒸汽温度高异常故障树示意图；
图2本发明火力发电厂过热蒸汽温度异常自诊断方法中过热蒸汽温度低异常故障树示意图。
具体实施方式
过热蒸汽温度异常自诊断系统是在已通过DAS报警判断而发生了过热蒸汽参数异常报警的情况下，对故障原因做出的诊断定位，也即通过参数异常的状态现象，直接诊断确定出包括锅炉受热面爆管/泄漏在内的故障部位、程度，原因，通过这些故障信息的指示，可及时为操作人员提供故障处理建议，使故障及时得到处理。该自诊断系统与SIS的诊断系统不同，它是属于在线诊断，并且它的诊断信息面向现场的集控运行人员，运行人员在参数报警状态下点击，即可通过过热蒸汽温度异常的故障诊断获得故障原因，故障部位等的故障信息的显示。火力发电厂过热蒸汽温度异常分析和诊断系统具体可在DAS系统上开发自诊断应用程序，通过该诊断程序的故障状态下点击运行，即可实现自诊断功能。
过热蒸汽温度异常自诊断系统是属于专家自诊断系统，它是基于故障树的故障模型，故障树为三层结构，最低下一层为故障特征参数状态。第二层为有故障特征参数，集合形成的故障原因或部件，最上一层则为过热蒸汽温度的报警状态。该故障模型的建立是通过对火电仿真机组故障系统的测试，数据分析，并通过热力学理论分析，现场的故障记录而建立的。
过热蒸汽温度异常自诊断系统分别由两个故障树组成，一个为如图1所示为过热蒸汽温度高异常故障树，最上面一层为主蒸汽温度高报警，第二层故障特征参数，告知故障部件或原因，包括以下特征：1、下降管泄漏：造成故障的状态如第三层故障特征参数状态有给水量下降或震荡状态、过热器温度震荡、负荷震荡、减温水开度上升或震荡、凝汽器水位下降或震荡、主蒸汽流量下降或震荡、汽包压力震荡、汽包水位震荡、主给水温度震荡；2、低温过热器爆管：造成故障的状态如第三层故障特征参数状态有负荷下降、汽轮机调门下降、炉膛负压上升、给水量上升或震荡、过热器温度上升、烟气温度下降、主蒸汽流量下降；3、水冷壁泄漏：造成故障的状态如第三层故障特征参数状态有负荷下降或震荡、汽包压力下降或震荡、炉膛负压震荡、汽包水位上升或震荡、给水量上升或震荡、过热器温度震荡、减温水开度上升或震荡、主蒸汽压力震荡、凝汽器水位下降或震荡；4、末级过热器发生二次燃烧：造成故障的状态如第三层故障特征参数状态有烟道温度上升、炉膛负压震荡、负荷上升、引风机开度上升；5、低温过热器泄漏：造成故障的状态如第三层故障特征参数状态有负荷下降、汽包压力下降、炉膛负压下降、汽轮机调门下降、给水量上升、过热器温度上升、主蒸汽流量下降；6、后屏过热器爆管：造成故障的状态如第三层故障特征参数状态有负荷下降、炉膛负压下降、主蒸汽压力上升、汽包水位震荡、给水量下降、后屏温度下降、烟道压力上升、烟气温度下降、主蒸汽流量下降。
第二个故障树如图2所示为过热蒸汽温度低异常故障树。最上面一层为主蒸汽温度低报警，第二层故障特征参数，告知故障部件或原因，包括以下特征：1、后屏过热器泄漏：造成故障的状态如第三层故障特征参数状态有负荷下降、炉膛负压上升、主蒸汽压力下降、水位震荡、烟气温度下降、主蒸汽流量下降、给水量上升、后屏温度下降、烟道压力上升；2、末级过热器泄漏：造成故障的状态如第三层故障特征参数状态有负荷下降、主蒸汽压力下降、汽包水位上升、炉膛负压上升、给水量上升、烟气温度上升、烟道压力上升、烟气温度下降、主蒸汽流量下降；3、水平烟道过热器结垢：造成故障的状态如第三层故障特征参数状态有烟气温度上升、负荷下降、过热器温度下降、再热器温度下降。
采用对组态监控软件的组态生成故障诊断软件，可实现对故障树进行故障分离，及故障的显示，最终实现该专家自诊断系统的功能。
模拟过热蒸汽温度异常诊断系统运行结果事例：(插入故障——下降管泄漏)首先，进入主界面—主蒸汽温度监控界面，点击后台控制界面按钮，进入故障插入界面进行故障插入。在这里我们插入下降管泄漏这个故障。当插入了下降管泄漏这个故障后在返回主控界面，我们会发现过热蒸汽温度高已经报警。点击故障确认按钮进入主蒸汽温度高故障分析界面，从而确定引起过热蒸汽温度高的具体原因。从以上事例可以看到，故障诊断系统准确地找出了故障的原因---下降管泄漏。
火力发电厂过热蒸汽温度异常自诊断方法包括以下步骤：
1)、通过对火电仿真机组故障系统的测试、数据分析、热力学理论分析、现场的故障记录建立故障模型；
2)、通过组态监控软件生成故障诊断程序，根据故障诊断程序对故障模型进行故障分离，建立故障树第一层为过热蒸汽温度异常报警，第二层为故障特征参数告知故障部件，第三层为造成故障的故障特征参数状态；
3)、在线故障显示：在DAS系统下，运行人员在参数报警状态下点击，根据建立的故障树将各层故障显示关联，诊断界面出现故障后一级一级查询故障的具体原因。
Claims (2)
1.一种火力发电厂过热蒸汽温度异常自诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)、通过对火电仿真机组故障系统的测试、数据分析、热力学理论分析、现场的故障记录建立基于故障树的故障模型；
2)、通过组态监控软件生成故障诊断程序，根据故障诊断程序对故障树进行故障分离，建立故障树第一层为过热蒸汽温度异常报警，第二层为故障特征参数告知故障部件，第三层为造成故障的故障特征参数状态；
3)、在线故障显示：在数据采集系统(DAS)下，运行人员在参数报警状态下点击，根据建立的故障树将各层故障显示关联，诊断界面出现故障后一级一级查询故障的具体原因。
2.根据权利要求1所述火力发电厂过热蒸汽温度异常自诊断方法，其特征在于，所述过热蒸汽温度异常报警包括过热蒸汽温度高异常和过热蒸汽温度低异常，其中过热蒸汽温度高异常下层故障部件包括：下降管泄漏、低温过热器爆管、水冷壁泄漏、末级过热器发生二次燃烧、低温过热器泄漏、后屏过热器爆管；过热蒸汽温度低异常下层故障部件包括：后屏过热器泄漏、末级过热器泄漏、水平烟道过热器结垢。
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