CN110164081A - 发电机组辅助预警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种发电机组辅助预警系统，按下列步骤进行：1)与sis服务器建立联接；2)选定监测客体，并确定表现其运行状态需要的各项参数；3)为各项参数设置代码，建立运行状态监测模型；4)调取sis服务器中的相应参数的实时值，形成参数代码集；5)建立状态报警逻辑；6)异常状态警示输出，所述监测模型是表现监测客体运行状态的各参数的连续记录；所述状态报警逻辑根据参数特性设计，本发明根据不同被监测客体，确定预警参考值，根据参考值的特点建立状态报警逻辑，本方法的报警在预警参考值出现不符合该值特点的时候即进行警示，在异常初期进行警示，使工作人员能在早期发现异常即使处理。
Description
技术领域
本技术适用于火力发电厂发电机组集控运行辅助监视，本系统开发基于sis平台。
背景技术
大型发电机组不仅包括锅炉、汽轮机、发电机三大主机，还有给水泵、磨煤机、凝结泵、冷却水、空压机等众多辅助设备，任一台辅机发生故障或异常，都将影响整个机组的安全运行。机组运行过程中值班人员需要对上百个设备状态及几千个参数实时监视并调整。是否能够及时发现参数异常，将对设备异常的处理结果有决定性的影响，而能否发现参数异常，与值班人员的工作经验、技术水平、以及精神状态息息相关。实际工作中因人为因素未能及时发现设备参数异常而导致事故的事例屡有发生。此外，随着机组集控改制的实施，运行值班人员数量也随之减少，机组运行过程中既要随机组负荷的变化及时进行参数调整，又要对各个设备的参数进行监视，给运行值班人员带来很大工作量。
发电机组现DCS系统带有报警功能，但存在诸多不足。一是DCS系统报警参数多为恒定值，不能根据机组运行状态自动修正，当DCS系统发出报警时设备参数已接近或达到极限值，给运行值班人员异常处理提供的时间、空间较小，不利于进行及时有效的处理；二是DCS系统报警逻辑较简单，当发电机组部分辅助设备检修或维护时，报警光字盘会出现误报警，影响运行值班人员的判断；三是DCS系统报警逻辑进行修改时，需要将所涉及的控制器停运，对机组的安全运行影响较大。
台州发电厂张凡志的论文，标题：设备故障预警及状态监测系统在电厂的应用，出处：仪器仪表用户.2015(1).-70-72。为提高发电机组运行的安全性稳定性，减少由于非计划停机所带来的经济损失，电厂引入了设备故障预警及状态监测系统。该系统通过比较设备实测数据与历史正常数据预估值的偏差,对设备所在状态进行判断，对潜在故障做出提前预警。通过在台州发电厂的应用案例，介绍该系统对电厂运行人员和设备管理人员的实用性。此论文探讨了设备故障预警及状态监测系统在电厂的应用，为提高发电机组运行的安全性稳定性，减少由于非计划停机所带来的经济损失，电厂引入了设备故障预警及状态监测系统。该系统通过比较设备实测数据与历史正常数据预估值的偏差，对设备所在状态进行判断,对潜在故障做出提前预警。通过在台州发电厂的应用案例,介绍该系统对电厂运行人员和设备管理人员的实用性。
北京中瑞泰科技有限公司冯坤的论文，标题为“iEM智能状态预警系统在发电机组中的应用”，出处：中国会议论文数据库。介绍了iEM设备状态智能监测与早期预警系统的基本原理，以及在发电机组中的应用案例。通过iEM系统的“超球”建模技术，对设备的海量实时数据进行在线挖掘，结合专业人员的优势，建立设备的早期预警平台，实现对重要设备运行状态在线实时评估、设备潜在故障的早期预警，辅助专业人员的日常工作，极大提高企业的设备安全运行水平。
虽然现有技术中对系统运行的报警多有研究，但对通过预警保证安全生产，预警的精确度的研究一直未停止过，并且仍有很大进步空间。
发明内容
本发明要解决地技术问题是现有的发电机组报警系统进行报警的时间节点与设备事故发生间隔时间短，工作人员没有足够的时间处理设备问题的缺陷。
为解决上述问题本发明采用的技术方案是：
一种发电机组辅助预警系统，按下列步骤进行：
1)与sis服务器建立联接；
2)选定监测客体，并确定表现其运行状态需要的各项参数；
3)为各项参数设置代码，建立运行状态监测模型；
4)调取sis服务器中的相应参数的实时值，形成参数代码集；
5)建立状态报警逻辑；
6)异常状态警示输出。
所述监测模型是表现监测客体运行状态的各参数的连续记录；所述状态报警逻辑根据参数特性设计。
当参数正常运行曲线表现为稳定线性延续时，状态报警逻辑监测被监测参数的突变量。
当参数正常运行曲线表现为波动状态时，状态报警逻辑监测被监测参数的波动周期或幅度。
当参数正常运行曲线表现为随其他参数变化时，状态报警逻辑监测计算其他参数对被监测参数的数学关系。
本发明根据不同被监测客体，确定预警参考值，根据参考值的特点建立状态报警逻辑，本方法的报警在预警参考值出现不符合该值特点的时候即进行警示，在异常初期进行警示，使工作人员能在早期发现异常即使处理。
附图说明
图1中，当油位曲线低于报警修改曲线时表示异常报警节点；
图2示出了凝结器真空态的压力值曲线及修改后的变化曲线。
具体实施方式
根据实际工作经验，发电机组绝大多数的设备异常及故障都有发生、发展直至暴露的过程，而目前大部分DCS报警值均为恒定值且逻辑简单，当DCS发出报警时设备参数已接近或达到极限值，为运行值班人员发现设备异常及处理事故的工作带来很大的不便。因此，如果能在设备异常发生初期且尚未造成严重后果之前及早发出预警，将大大提高机组安全稳定运行的可靠性。基于上述考虑，研发一种发电机组辅助预警系统，具体技术方案是：
一种发电机组辅助预警系统，按下列步骤进行：
1)与sis服务器建立联接；
2)选定监测客体，并确定表现其运行状态需要的各项参数；
3)为各项参数设置代码，建立运行状态监测模型；
4)调取sis服务器中的相应参数的实时值，形成参数代码集；
5)建立状态报警逻辑；
6)异常状态警示输出。
所述监测模型是表现监测客体运行状态的各参数的连续记录；所述状态报警逻辑根据参数特性设计。
当参数正常运行曲线表现为稳定线性延续时，状态报警逻辑监测被监测参数的突变量。
当参数正常运行曲线表现为波动状态时，状态报警逻辑监测被监测参数的波动周期或幅度。
当参数正常运行曲线表现为随其他参数变化时，状态报警逻辑监测计算其他参数对被监测参数的数学关系。
下面以实施例详细说明本辅助预警系统在对不同监测客体进行状态监测的具体方法：
示例1：抗燃油箱油位异常监测
抗燃油箱油位在机组正常运行过程中波动较小，一般每5分钟波动小于5mm，其正常运行曲线表现为稳定的线性延续。
状态报警逻辑为：通过实时值与历史值的实时判断、计算，通过突变量反应设备的异常现象。随时发现实时值突变，
如：从sis服务器中获取到t时刻油位值为x,t+n时刻油位值为y，取x和y的差值。如差值小5mm逻辑判断抗燃油箱油位正常，如差值大于5mm则逻辑判断抗燃油箱油位异常。实际的报警逻辑中，为反应出不同故障状态，n值可以取5min、15min、30min、1h、3h、6h，目的是反应抗燃油箱不同程度的泄漏。
如图1所示，对抗燃油箱油位的状态报警设计了两个报警方级别，图1中，当油位曲线低于报警修改曲线时表示异常报警节点。
示例2：凝结器真空低报警
机组运行过程中凝结器真空态受循环水温度、凝结器是否隔绝以及机组负荷的影响，真空态的值是否异常应当结合上述三个参数综合考虑，而并非仅凭真空态的值即判断某一时间的值必定为异常值。传统DCS报警值为恒定值(如我厂为-86.7kPa)。本预警系统逻辑是根据循环水温度、凝结器状态(监视凝结器空气门状态)、机组负荷对报警值进行实时修正，当凝结器真空值偏离正常运行范围将即时发出报警。报警值与实际值偏差小于2kPa，极大地提高了报警灵敏度。
图2示出了凝结器真空态的压力值曲线及修改后的变化曲线。其中若实际值低于修正后报警值时为报警节点。
示例3：调速汽门故障报警
机组运行中，高调门调整实际开度反馈值应始终跟随开度指令值，若反馈值与指令值有偏差，说明可能存在调门犯卡的问题。设计状态报警逻辑为：获得sis服务器中高调门度反馈值，在预警系统中设置为将高调门开度反馈值与开度指令值的实时对比，发现调门故障。
示例4，DEH真空变送器异常报警
DEH两个真空变送器高选后带真空低减负荷逻辑，且两变送器故障率较高，其中一个故障后如发现不及时，容易造成真空低减负荷误动。所以在辅助预警系统中，随时对比两个真空变送器的实时值，若两个变送器之间偏差大则判断故障。
示例5，“前置泵电流异常”、“汽泵调节偏差大”，实际发现前置泵不打水。
前置泵电流异常：监视前置泵运行电流值应不低于报警阈值，该报警阈值为恒定值，确定该恒定值的方法是专业人员通过试验测定的。
汽泵调节偏差大：比较同一机组两台汽泵的实际运行流量的实时值，当两台汽泵实际运行流量实时值偏差大于报警阈值后，判断汽泵调节出现偏差，系统可能存在异常。该报警阈值的确定，由专业人员根据现场实际运行经验确定。
本发明实现异常事件的提前预警功能，可以有效避免设备参数异常发现不及时的情况，给值班人员预留充足的事故处理的空间。
本预警系统从SIS系统中收集、采集发电机组各项实时参数，由开发人员汇总各项参数，确保参数与需求相关，并确保参数正确性。由专业人员根据规定值、经验值确定各项参数正常范围，确定参数报警阈值，逐项编写逻辑，最终实现报警功能，以声光方式将报警内容提供给运行监测人员，并做进一步处理。
本发电机组辅助预警系统，通过数学模型，实现机组启动、运行和停机后等不同工况下的逻辑判断和参数分析。实现实时辅助预警功能，实现了预警阈值随运行方式、环境自动调整的功能，能实现通过对模拟量和数字量的历史值、实时值等数据的在线运算，分析、判断出设备初期异常。在设备异常初期发出预警信息，有利于及时发现设备隐患；设备发生异常后，能通过逻辑分析判断出异常根源，并根据判断的内容发出关键点的处理提示，实现了对异常处理过程参数甄别与技术指导，保证运行人员对异常处理关键点的把握，在国内文献中未见相同报道。
该辅助预警系统具备如下优点：
(1)对运行参数进行实时监控，对异常参数能够做到提前警示，为运行人员提供充裕的异常处理时间和空间。
(2)该辅助预警系统基于对以往异常事故的分析，预警系统可以将专业工作人员丰富经验直接体现在异常参数的实时分析中。
(3)针对机组各个状态，开发不同报警画面，避免目前硬光字打包而产生报警发现不及时现象的发生。
(4)实现报警逻辑的灵活配置，辅助预警系统独立于DCS主机，所有功能通过SIS系统数据采集并进行运算和逻辑判断，可随时进行逻辑修改、逻辑增删操作。逻辑的修改及参数的整定不涉及主机系统，避免程序下装对主机系统的干扰。
Claims (4)
1.一种发电机组辅助预警系统，按下列步骤进行：
1)与sis服务器建立联接；
2)选定监测客体，并确定表现其运行状态需要的各项参数；
3)为各项参数设置代码，建立运行状态监测模型；
4)调取sis服务器中的相应参数的实时值，形成参数代码集；
5)建立状态报警逻辑；
6)异常状态警示输出；
所述监测模型是表现监测客体运行状态的各参数的连续记录；所述状态报警逻辑根据参数特性设计。
2.如权利要求1所述发电机组辅助预警系统，其特征是：当参数正常运行曲线表现为稳定线性延续时，状态报警逻辑监测被监测参数的突变量。
3.如权利要求1所述发电机组辅助预警系统，其特征是：当参数正常运行曲线表现为波动状态时，状态报警逻辑监测被监测参数的波动周期或幅度。
4.如权利要求1所述发电机组辅助预警系统，其特征是：当参数正常运行曲线表现为随其他参数变化时，状态报警逻辑监测计算其他参数对被监测参数的数学关系。
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| 牛征: "基于多元统计分析的火电厂控制系统故障诊断研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111175041A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-05-19 | 华能国际电力股份有限公司玉环电厂 | 一种阀门监测方法及系统 |
| CN113256942A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-08-13 | 中海石油深海开发有限公司 | 异常事件的超前预警方法、装置、电子设备及介质 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110164081B (zh) | 2021-01-15 |
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