CN112288295A - 一种基于在线的脱硫子系统评价装置及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于在线的脱硫子系统评价装置及其应用方法，评价装置包含参数级评价单元、设备级评价单元、模块级评价单元和子系统级评价单元；各评价单元均通过基本指标单独集成并通过计算机显示控制，数据采集器对应各获取的基本指标数据一一设置；对应子系统中基本指标的数据采集器中保留拓展接口。应用时，通过评价单元的设置，进行分层评价和单元化管理；通过对基本指标的建模处理、数据取值的阈值划分以及在不同工况下的评分规则，利于在多种情景下针对性评价；通过对单元化集成和计算机在线控制预警等措施，可实时进行监测和预警；通过经济性评价，对其运行性能进行最优化设置，利于节约成本，利于统一化数据处理和设计。
Description
技术领域
本发明脱硫装置监测评价技术领域，特别涉及一种基于在线的脱硫子系统评价装置及其应用方法。
背景技术
在对脱硫系统中可划分为多个不同的子系统，对于设备处理过程中性能的判断，多是通过专业工作人员进行监视分析判断，通过以往经验结合专业知识进行人工的判断和控制，此种方式一是对专业人员的依赖度较高，二是在长时间高强度的监盘工作中极易产生人工误差，造成安全事故或经济损失。已有的智能监盘系统多对于整体系统的监测控制，数据采集不连续，且存在较大延时，影响运行人员分析判断，在对子系统及其不同模块的评价方法、框架结构上不够完善，实用性不高。对于子系统的经济性评价和预警，尚未有系统性的实时经济性评价，且在子系统的分级评价以及多种评价联合应用上未有针对性设计。
发明内容
本发明提供了一种基于在线的脱硫子系统评价装置及其应用方法，用以脱硫系统中各子系统的分级评价、评价数据及基本指标的选取、评价规则的确定以及经济性和应急预警设计等技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于在线的脱硫子系统评价装置，其特征在于，包含参数级评价单元、设备级评价单元、模块级评价单元和子系统级评价单元；各评价单元均通过基本指标单独集成并通过计算机显示控制，计算机与安装至子系统上各处的数据采集器连接，数据采集器对应各获取的基本指标数据一一设置；
对应子系统中基本指标的数据采集器中保留拓展接口，拓展接口对应基本指标设定不同权重值。
进一步的，子系统为脱硫烟气及吸收塔子系统、脱硫电气子系统、脱硫湿磨制浆子系统、脱硫石膏脱水子系统、脱硫氧化风子系统、脱硫上料子系统、脱硫废水子系统和脱硫辅助子系统。
进一步的，模块级评价单元对应每个子系统中包含的工艺模块；影响子系统运行、安全和生产效率的设备对应为设备级评价单元；DCS系统中对应的工艺参数作为基本指标。
进一步的，一种基于在线的脱硫子系统评价装置的应用方法，具体步骤如下：
步骤一、将各子系统中在DCS系统中对应的工艺参数作为基本指标进行分类，将基本指标分为参数级、设备级、模块级和子系统级四大类；其中对于模块级评价单元的划分根据不同子系统的工艺模块对应划分，设备级评价单元为影响子系统运行、安全和生产效率的设备，参数级评价单元为影响子系统运行、安全和生产效率的基本指标；并将模块级评价单元的数据采集器与报警装置连接；
步骤二、建立数学模型，收集对应基本指标的历史数据，选取正常工况下数据再选择线性或非线性回归数学模型进行拟合并进行基本指标分析，找出关联指标和动态期望值；其中基本指标数据选取时，数据概率在85%以上数值或范围的为特征值，在特征值上下10%的数据为允许浮动范围；
步骤三、基于基本指标制定对应的数据检测收集器，并对应的安装至子系统的相应位置，且各数据检测收集器均与计算机中在线数据控制平台连接；将基本指标根据不同评价层级进行关联连接，形成对应的评价单元；对参数级评价单元、设备级评价单元、模块级评价单元和子系统级评价单元中基本指标结合专家经验将每个指标控制范围划分为4个区间，依次为极限小值、允许小值、最优值、允许大值、极限大值，其中极限小值和极限大值为报警限值；根据基本指标的重要性设定权重系数，权重系数分为0、1、2三个级别并对应保留拓展接口；
步骤四、每个基本指标的期望值与在线运行值比较，得出单个基本指标的评分，确定评价单元中基本指标的评价规则，对不同评价单元中子系统正常运行时、出现应急状况以及正常停运等三种状况下基本指标进行评价；根据基本指标对模块的影响设立应急级别，分别为1、2、3、4和5级别并保留拓展接口；
步骤五、对应评价规则通过在线数据控制平台进行实时数据收集和评价，在线数据控制平台根据评价结果进行反馈控制。
进一步的，其特征在于，单个基本指标中动态正常参数值范围，在数据分析时结合环境条件的变化，环境条件包含背景值、季节变换，室内室外及天气突变等因素。
进一步的，还包含经济评价单元，经济评价单元包含电流、电压、电度、计算重要辅机的能耗，还包含石灰石浆液流量、密度和计算石灰石等实时物耗。
经济评价单元在评价过程中通过一定时间段的小指标累计值，计算各运行班组值班期间的小指标累计量，自动评比；通过全负荷工况下的历史数据，显示实时负荷工况下的能耗，物耗，并与最优值进行对比，提出经济性运行的分级反馈。
进一步的，对于基本指标的权重系数和应急级别：
其中，一般属性基本指标确定为应急级别1；具备安全或经济属性的确定为应急级别2；对于装置事故跳闸、保护跳闸等开关量，表现为重要安全属性，确定为应急级别3；停运后对系统运行没有影响的定位应急级别4；对模拟量有关品质判断点为坏点时确定为应急级别5；根据各类属性的数量和分值定义，自动赋予各类基本指标在评价中的占比；
对于有备用设备的，可通过备用连锁自动投入；备用设备投入后，非正常停运设备将不再作为安全类拉低该子系统分值；但设备影响的指标，如流量等，仍按找该基本指标的评分规则计分。
进一步的，参数级评价单元中基本指标为影响装置运行、效率和质量的主控指标，参数级评价单元的评价规则为：基本指标得分包含安全得分与优化得分两个分值,其中安全得分满分80分，优化得分满分20分，评价指标的得分为安全得分与优化得分之和；
对于安全得分：基本指标实际运行值在允许值（含）范围内计80分，超过允许值时按应急级别分为级别1、级别2、级别3、级别4、级别5五种情况，应急级别为1的，安全得分范围在60-79之间，计算方式为实际运行值与极限值的偏差，采用插值法计分，超过极限值的按60分计算；应急级别为2的，安全得分范围在0-59，计算方式为实际运行值与极限值的偏差，采用插值法计分，超过极限值的按0分计算；应急级别为3的，实际运行值偏离最优值的按0分计算；应急级别为4的，实际运行值偏离最优值的按59.9分计算；应急级别为5的，实际运行值偏离最优值的按-1分计算；
优化得分：应急级别为1、2的指标实际运行值在允许值范围内的，得分按实际运行值与最优值偏差，采用插值法计算得分；应急级别为3、4、5的指标实际运行值偏离最优值的按0分计算得分。
进一步的，设备级评价单元、模块级评价单元和子系统级评价单元的评价规则为：①所有基本指标均高于80分的，按权重系数加权平均；②任一基本指标低于80分的，取该基本指标作为评价得分；③多个基本指标低于80分的，取最低值作为评价得分；④所有基本指标任一触发应急项3时，得分为0分；⑤所有基本指标任一触发应急项5时，将该基本指标分数记为0分，并按照基本指标加权平均计入评价得分。
进一步的，对于步骤二、历史数据至少选取对应基本指标一年的数据或一个工作周期，并对应的通过实际监测数据对模型进行验证和修正；对应的评价结果在步骤五中通过在线数据控制平台评分在80-100内显示绿色，60-79内显示黄色，60分以下显示红色；其中绿色代表正常状态，黄色代表关注状态，红色代表警示状态。
本发明的有益效果体现在：
1）本发明通过将参数级评价单元、设备级评价单元、模块级评价单元和子系统级评价单元的设置，对脱硫系统中各子系统进行参数级别、设备级别、模块级别和子系统级别的分层评价，由此利于对不同的子系统进行区别性评价和单元化管理；
2）本发明通过对基本指标的建模处理、数据取值的阈值划分以及在不同工况下的评分规则，利于在多种情景下对脱硫子系统进行针对性评价，增加了其实际施工的适用性和应用性；
3）本发明通过对子系统评价的单元化集成和计算机在线控制预警等措施，可实时进行监测和预警；通过对子系统的经济性评价，可在子系统正常运行下，对其运行性能进行最优化设置，利于节约成本；且经济性评价的评价规则同样基于基本指标建立，利于统一化数据处理和设计。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解；本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。
具体实施方式
对应脱硫总系统，将脱硫总系统根据不同工艺特点划分为脱硫烟气及吸收塔子系统、脱硫电气子系统、脱硫湿磨制浆子系统、脱硫石膏脱水子系统、脱硫氧化风子系统、脱硫上料子系统、脱硫废水子系统和脱硫辅助子系统。
对每个子系统上安装评价装置，用于在线监测控制。基于在线的脱硫子系统评价装置，包含参数级评价单元、设备级评价单元、模块级评价单元和子系统级评价单元；各评价单元均通过基本指标单独集成并通过计算机显示控制，计算机与安装至子系统上各处的数据采集器连接，数据采集器对应各获取的基本指标数据一一设置；对应子系统中基本指标的数据采集器中保留拓展接口，拓展接口对应基本指标设定不同权重值。
本实施例中，模块级评价单元对应每个子系统中包含的工艺模块；影响子系统运行、安全和生产效率的设备对应为设备级评价单元；DCS系统中对应的工艺指标作为基本指标。
进一步说明，一种基于在线的脱硫子系统评价装置的应用方法，具体步骤如下：
步骤一、将各子系统中在DCS系统中对应的工艺参数作为基本指标进行分类，将基本指标分为参数级、设备级、模块级和子系统级四大类；其中对于模块级评价单元的划分根据不同子系统的工艺模块对应划分，设备级评价单元为影响子系统运行、安全和生产效率的设备，参数级评价单元为影响子系统运行、安全和生产效率的基本指标；并将模块级评价单元的数据采集器与报警装置连接；
步骤二、建立数学模型，收集对应基本指标的历史数据，选取正常工况下数据再选择线性或非线性回归数学模型进行拟合并进行基本指标分析，找出关联指标和动态期望值；其中基本指标数据选取时，数据概率在85%以上数值或范围的为特征值，在特征值上下10%的数据为允许浮动范围；单个基本指标中动态正常参数值范围，在数据分析时结合环境条件的变化，环境条件包含背景值、季节变换，室内室外及天气突变等因素。
动态期望值寻优过程主要包含以下几个步骤，分别为：数据导出、数据清洗、数据线性寻优、数据非线性寻优、线性非线性寻优结果对比、寻优结果验证。
①数据导出。在工程师站查询各测点的历史数据，之后选取符合要求的数据，本实施例所使用的的数据是2019年1月1日00时00分00秒开始，每隔一分钟取一个数据，到2019年12月31日23点59分00秒结束，每个测点525600个数据。
②数据清洗。主要根据经验对数据进行分类整合，将因变量和与因变量相关的多个自变量整合到同一个csv文件，利用stata软件清洗出因变量和所有自变量正常运行范围值，剔除其负值、空值、0值。
在实际使用时，由于存在设备启停状况，此时，会存在取值范围不重合的状态，导致清洗后数据量为0，无法进行寻优，所以在实际数据清洗时，采用了分组清洗的方式，即：将待使用的数据整合在同一张表中进行清洗。
③线性寻优。寻优使用了STATA软件对输入和输出进行线性回归，第一步确定输入和输出，第二步使用输入对输出进行线性回归，第三步进行后验估计，第四步使用输入和后验估计结果进行绘图，并与输入输出的散点图进行对比，看线性回归结果的趋势。
一对多时则使用多个输入对输出进行线性回归，之后进行后验估计操作，之后观察线性回归结果，看各项输入的T值的大小，T值大则此参数对于输出结果的影响较大。最后使用T值最大的输入值与线性回归后验估计值进行绘图，并与此输入和输出的散点图进行对比，看其趋势。
线性回归操作可得出回归系数、模型拟合度、T值、P值等参数，使用回归系数列出最优值算法公式，求出一元线性预测变量，作出散点图、作出一元线性回归预测结果，并作对比，同时根据公式对数据做验证。
④非线性寻优。非线性寻优使用的是MATLAB神经网络工具箱，使用的算法为BP算法，此寻优使用的是一对多的寻优。挑选线性回归使用的一对多的数据进行非线性寻优。为下一步线性非线性寻优结果对比做准备。
⑤寻优结果对比。经对比发现，线性寻优与非线性寻优结果的关联度并不大，线性寻优结果较好的非线性寻优结果不一定好。合理使用两种方法进行寻优可以有效避免单一方法存在的部分数据寻优结果非常差的问题。
⑥寻优结果验证
验证时选取了2020年5月到7月两个月的数据，取值间隔同样是一分钟。经验证，线性寻优结果在使用负荷、流量、压力、液位、密度、浓度等无阶跃变化的量寻优结果较为准确，其准确率在95%以上，部分可达99%。
例如脱硫湿磨制浆子系统中，电机线圈温度和电机电流关系具有代表性，正常运行时，环境温度越高，电机温度越高，其建模过程有如下步骤：
将磨机主电机线圈温度1和磨机主电机电流的历史数据导出到建模计算软件工作区域。参考实际运行工况对其进行数据清洗，具体步骤为去除空值、去除异常值、按照实际运行工况对数据范围进行限制。将清洗好的数据进行一系列计算，即：一元线性回归、后验估计、作图。以上模型中，变量B为磨机主电机线圈温度1，变量C为磨机主电机电流，此次模型是进行了C对B的拟合，其结果分析如下：
（1）样本容量：清洗后剩余数据量即为样本容量，此模型样本容量为164497。
（2）模型拟合度：即R-squared和Adj R-squared值，其值为1时拟合结果完美，一般情况下，此值≥0.2时表示拟合度较高，模型较好。此例中由于环境温度变化，会影响电机线圈温度，且经检验，拟合度为0.1466，对结果误差影响较小，所以该模型可用。
（3）模型标准误差：即Root MSE值，数值越小拟合结果越好，理论上0时拟合结果完美。此例中此值较小，模型可用。
（4）T值：即t，此值越大，说明自变量显著性越大，对模型的影响越明显，一般来讲，T的绝对值大于2时对应自变量较为显著。
（5）P值：即T的绝对值小于P时，用于描述回归系数的显著性，越小越好，一般认为P＜0.05就算显著。
以上可表征滤饼厚度线性回归模型正确可用其结果为：应变量磨机主电机线圈温度1=-5.357183×磨机主电机电流+167.3333。其结果使用新数据验证后，误差范围在5%以内，验证结果良好。将此结果作为磨机主电机线圈温度1正常运行时的动态期望值，同时限定模型各指标的取值范围和条件，超出范围提示建模结果无效。
步骤三、基于基本指标制定对应的数据检测收集器，并对应的安装至子系统的相应位置，且各数据检测收集器均与计算机中在线数据控制平台连接；将基本指标根据不同评价层级进行关联连接，形成对应的评价单元；对参数级评价单元、设备级评价单元、模块级评价单元和子系统级评价单元中基本指标结合专家经验将每个指标控制范围划分为4个区间，依次为极限小值、允许小值、最优值、允许大值、极限大值，其中极限小值和极限大值为报警限值；根据基本指标的重要性设定权重系数，权重系数分为0、1、2三个级别并对应保留拓展接口；
其中，对于关于基本指标中液位值范围设定：箱灌液位允许值为设计值，极限大值不超过溢流孔高度，极限小值设定原则为保证搅拌器和设备安全运行值。
对于关于基本指标中电流值范围设定：①允许大值为历史值的1.05倍，允许小值为0; ②极限大值为历史值的1.1倍，极限小值为-1；③电流值应考虑两台机组联络开关合闸情况，如6KV脱硫工作变压器馈线电流，历史值应为两台机组历史值之和;④单一馈线电流极限值大值不得超过开关额定电流非设备额定电流。
对于关于基本指标中压力值范围设定：允许值和极限值根据设备说明书、设计值或行业标准结合专家经验确定。
对于关于基本指标中振动值范围设定：振动越低越好，极限小值为0，极限大值为在该转速条件下行业标准值范围内，允许值根据设备厂家说明书和专家经验值确定。
对于关于基本指标中温度值范围设定：按照极限大值为设备联锁保护跳闸定值，允许值范围为设备不同季节下正常实际运行范围值。极限大值为允许值加5摄氏度。
对于关于基本指标中环保指标范围设定：以设计值和国家及地方排放标准为限值。
对于关于基本指标中电流值范围设定：允许大值为历史值的1.05倍，允许小值为0; 极限大值为历史值的1.1倍，极限小值为-1。
对于关于基本指标中流量范围设定：流量允许值为设计值，极限大值不超过泵的额定流量，极限小值设定原则为废水运行正常运行的最小值。
对于关于基本指标中电压值范围设定：①允许值为额定值±5%;②极限值为额定值±10%。
对于关于基本指标中浊度值范围设定：允许大值为设计值，极限大值为设计值加30; 允许小值设为常规情况下的最低值，极限小值为允许小值减1。
对于关于基本指标中频率值范围设定：真空皮带脱水机运行频率允许值为设计值，极限大值不超过额定频率，极限小值设定原则为保证石膏脱水正常和设备安全运行值。
对于关于基本指标中料值范围设定：料场料位允许值为设计值，极限大值不超过料仓的最高高度，极限小值设定原则为保证磨制系统用料的安全运行值。
对于关于基本指标中特殊设备定值设定：①UPS系统输出电压允许值为额定值±2%，极限值为额定值±5%;②UPS输出频率允许值为额定值±0.1%，极限值为额定值±0.5%;③DCS界面中所有报警、跳闸点均列为应急项3。
指标权重级别设定：根据参数重要性设定指标权重系数分为1、2两个级别并保留拓展接口。
以脱硫湿磨制浆子系统为例，其中的湿式球磨机电流、磨机再循环泵电流、称重皮带给料机流量权重系数设为2，其它指标和参数湿式球磨机温度、磨机再循环箱搅拌器电流、石灰石浆液泵出口滤网差压等指标权重系数设为1。
以电机线圈温度相关基本指标为例：
指标名称：湿磨机主电机线圈温度；应急级别：1；设备权重：1；极限小值：20；允许小值：50；最优值建模结果：65.01；允许大值：100；极限大值：135；评分判断：4；实际值：70.3。
步骤四、每个基本指标的期望值与在线运行值比较，得出单个基本指标的评分，确定评价单元中基本指标的评价规则，对不同评价单元中子系统正常运行时、出现应急状况以及正常停运等三种状况下基本指标进行评价；根据基本指标对模块的影响设立应急级别，分别为1、2、3、4和5级别并保留拓展接口。
在评分中根据基本指标的属性不同，需要设置评分判断条件：
（1）开关量条件判断：当条件满足时评分有效计算，当条件不满足时按照100分计算。如吸收塔PH值、密度值的评分，在设备冲洗时，评分为100分。
（2）延时条件判断：当参数发生变化后，设置延时来过滤不稳定状态。当延时时间到达后，正常评分。
（3）对于参数变化率判断：根据设定的具体数值如0.5m/h，从历史数据中来实时判断。通常变化速率是参数本身评分的判断条件。假如吸收塔液位实时评分在正常范围，但是变化速率超出设定值，液位按照应急级别3来评分。
对于基本指标的权重系数和应急级别：
其中，一般属性基本指标确定为应急级别1；具备安全或经济属性的确定为应急级别2；对于装置事故跳闸、保护跳闸等开关量，表现为重要安全属性，确定为应急级别3；停运后对系统运行没有影响的定位应急级别4；对模拟量有关品质判断点为坏点时确定为应急级别5；根据各类属性的数量和分值定义，自动赋予各类基本指标在评价中的占比；
对于有备用设备的，可通过备用连锁自动投入；备用设备投入后，非正常停运设备将不再作为安全类拉低该子系统分值；但设备影响的指标，如流量等，仍按找该基本指标的评分规则计分。
参数级评价单元中基本指标为影响装置运行、效率和质量的主控指标，参数级评价单元的评价规则为：基本指标得分包含安全得分与优化得分两个分值,其中安全得分满分80分，优化得分满分20分，评价指标的得分为安全得分与优化得分之和；
对于安全得分：基本指标实际运行值在允许值（含）范围内计80分，超过允许值时按应急级别分为级别1、级别2、级别3、级别4、级别5五种情况，应急级别为1的，安全得分范围在60-79之间，计算方式为实际运行值与极限值的偏差，采用插值法计分，超过极限值的按60分计算；应急级别为2的，安全得分范围在0-59，计算方式为实际运行值与极限值的偏差，采用插值法计分，超过极限值的按0分计算；应急级别为3的，实际运行值偏离最优值的按0分计算；应急级别为4的，实际运行值偏离最优值的按59.9分计算；应急级别为5的，实际运行值偏离最优值的按-1分计算；
优化得分：应急级别为1、2的指标实际运行值在允许值范围内的，得分按实际运行值与最优值偏差，采用插值法计算得分；应急级别为3、4、5的指标实际运行值偏离最优值的按0分计算得分。
以某湿磨机主电机线圈温度指标为例，建模最优值为60，允许大值为100，极大值为135时，应急级别1，通过差值计算评分（允许小、极限小值内评分方式一致）：
若湿磨机主电机线圈温度的实测值为61，（在允许值范围内），指标评分为：
100-[20÷（100-60）×（61-60）]=99.5
若湿磨机主电机线圈温度实测值为110，（在允许值范围外，极限值范围内），指标评分为：
59-[59÷（135-100）×（110-100）]=58.83
若湿磨机主电机线圈温度实测值＞135，指标评分为0。
设备级评价单元、模块级评价单元和子系统级评价单元的评价规则为：①所有基本指标均高于80分的，按权重系数加权平均；②任一基本指标低于80分的，取该基本指标作为评价得分；③多个基本指标低于80分的，取最低值作为评价得分；④所有基本指标任一触发应急项3时，得分为0分；⑤所有基本指标任一触发应急项5时，将该基本指标分数记为0分，并按照基本指标加权平均计入评价得分。
安全评分：运行参数实际运行值在允许值范围内计80分，超过允许值时，应急级别为1的，安全得分范围在60-79之间，计算规则为实际运行值在允许值与极限值之间用插值法计分，超过极限值的按60分计算。应急级别为2的，安全得分范围在0-59，计算方式同样为插值法计分，超过极限值的按0分计算。触发应急项时该指标得分为0分。
优化得分：指标实际运行值在允许值范围内的，得分按实际运行值与最优值偏差，采用插值法计算得分。单项指标总分为安全得分与优化得分之和。
脱硫湿磨制浆子系统主要设备包括湿式球磨机、磨机再循环泵、称重皮带给料机、石灰石旋流器。设备包含基本指标主要有电流、温度、出口压力等，设备所含参数评分按照上述参数级评分规则进行评分。以#3湿式球磨机为例，其基本指标为#3湿磨机主电机电流的权重为2，得分为97；#3湿磨机前轴瓦温度的权重为2，得分为92；#3湿磨机后轴瓦温度的权重为2，得分为92；#3湿磨机主电机前轴承温度的权重为2，得分为95；#3湿磨机主电机后轴承温度的权重为2，得分为95；#3湿磨机主电机线圈温度1的权重为1，得分为98；#3湿磨机主电机线圈温度2的权重为1，得分为98；#3湿磨机主电机线圈温度3的权重为1，得分为98；#3湿磨机减速机温度的权重为2，得分为100。
#3湿式球磨机设备的设备评价得分：（97×2+92×2+92×2+95×2+95×2+95×1+98×1+98×1+100×2）÷（2+2+2+2+2+1+1+1+2）=95.53。
模块级评价单元：将脱硫湿磨制浆子系统内包含的设备，按设备类型和用途分类，同一类设备作为一个模块，本方案中脱硫湿磨制浆子系统分为湿式球磨机、磨机再循环泵、称重皮带给料机、石灰石旋流器模块。模块用于报警显示，将相同属性的设备放在一起，便于监盘人员迅速判定异常参数及相关设备。
模块级评分：模块内所有参数均高于80分的，模块得分按权重系数加权平均。任一参数低于80分的，取该参数作为模块得分。多个参数低于80分的，取最低值作为该模块得分。设备停运时，不参与模块评分。模块内所有参数任一触发应急项时该模块得分为0分。
模块得分用于画面显示，将相同属性的设备放在一起，方便运行人员查找设备参数。模块的分值不影响子系统得分。以湿式球磨机分为#3湿磨机和4湿磨机；权重均为2，得分为#3湿磨机得分94和#4湿磨机得分97；湿式球磨机模块得分：（94×2+97×2）÷（2+2）=95.5
脱硫湿磨制浆子系统评价：①子系统内所有参数均高于80分的，按权重系数加权平均。②任一参数低于80分的，取该参数作为子系统得分。③多个参数低于80分的，取最低值作为该子系统得分。④当设备正常停运时，按100分计。⑤子系统内所有参数任一触发应急项3时该子系统得分为0分。⑥子系统内所有参数任一触发应急项5时，将该参数分数记为0分按照参数加权平均计入到子系统得分。
步骤五、对应评价规则通过在线数据控制平台进行实时数据收集和评价，在线数据控制平台根据评价结果进行反馈控制。
对于步骤二、历史数据至少选取对应基本指标一年的数据或一个工作周期，并对应的通过实际监测数据对模型进行验证和修正；对应的评价结果在步骤五中通过在线数据控制平台评分在80-100内显示绿色，60-79内显示黄色，60分以下显示红色；其中绿色代表正常状态，黄色代表关注状态，红色代表警示状态。
以磨制子系统为例，基本指标为#3石灰石储仓料位，权重为2，得分91；#3称重给料机瞬时给料量权重为2，得分93；...... #4磨轴承#2润滑油泵电机权重为1，得分95；#4磨轴承润滑油脂泵电机权重为1，得分95；#4磨减速机油泵电机权重为1，得分95；磨制子系统评分，将上表中所有参数、设备得分加权平均后计算：（91×2+93×2.....95×2+95×1+95×1+95×1）÷（2+2......2+1+1）=96.73。评价系统中，各参数和设备均有对应图标显示。评分在80-100内显示绿色，60-79内显示黄色，60分以下显示红色。
还包含经济评价单元，经济评价单元包含电流、电压、电度、计算重要辅机的能耗，还包含石灰石浆液流量、密度和计算石灰石等实时物耗。经济评价单元在评价过程中通过一定时间段的小指标累计值，计算各运行班组值班期间的小指标累计量，自动评比；通过全负荷工况下的历史数据，显示实时负荷工况下的能耗，物耗，并与最优值进行对比，提出经济性运行的分级反馈。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于在线的脱硫子系统评价装置，其特征在于，包含参数级评价单元、设备级评价单元、模块级评价单元和子系统级评价单元；各评价单元均通过基本指标单独集成并通过计算机显示控制，计算机与安装至子系统上各处的数据采集器连接，数据采集器对应各获取的基本指标数据一一设置；
对应子系统中基本指标的数据采集器中保留拓展接口，拓展接口对应基本指标设定不同权重值。
2.如权利要求1所述的一种基于在线的脱硫子系统评价装置，其特征在于，子系统为脱硫烟气及吸收塔子系统、脱硫电气子系统、脱硫湿磨制浆子系统、脱硫石膏脱水子系统、脱硫氧化风子系统、脱硫上料子系统、脱硫废水子系统和脱硫辅助子系统。
3.如权利要求2所述的一种基于在线的脱硫子系统评价装置，其特征在于，模块级评价单元对应每个子系统中包含的工艺模块；影响子系统运行、安全和生产效率的设备对应为设备级评价单元；DCS系统中对应的工艺参数作为基本指标。
4.一种基于在线的脱硫子系统评价装置的应用方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一、将各子系统中在DCS系统中对应的工艺参数作为基本指标进行分类，将基本指标分为参数级、设备级、模块级和子系统级四大类；其中对于模块级评价单元的划分根据不同子系统的工艺模块对应划分，设备级评价单元为影响子系统运行、安全和生产效率的设备，参数级评价单元为影响子系统运行、安全和生产效率的基本指标；并将模块级评价单元的数据采集器与报警装置连接；
步骤二、建立数学模型，收集对应基本指标的历史数据，选取正常工况下数据再选择线性或非线性回归数学模型进行拟合并进行基本指标分析，找出关联指标和动态期望值；其中基本指标数据选取时，数据概率在85%以上数值或范围的为特征值，在特征值上下10%的数据为允许浮动范围；
步骤三、基于基本指标制定对应的数据检测收集器，并对应的安装至子系统的相应位置，且各数据检测收集器均与计算机中在线数据控制平台连接；将基本指标根据不同评价层级进行关联连接，形成对应的评价单元；对参数级评价单元、设备级评价单元、模块级评价单元和子系统级评价单元中基本指标结合专家经验将每个指标控制范围划分为4个区间，依次为极限小值、允许小值、最优值、允许大值、极限大值，其中极限小值和极限大值为报警限值；根据基本指标的重要性设定权重系数，权重系数分为0、1、2三个级别并对应保留拓展接口；
步骤四、每个基本指标的期望值与在线运行值比较，得出单个基本指标的评分，确定评价单元中基本指标的评价规则，对不同评价单元中子系统正常运行时、出现应急状况以及正常停运等三种状况下基本指标进行评价；根据基本指标对模块的影响设立应急级别，分别为1、2、3、4和5级别并保留拓展接口；
步骤五、对应评价规则通过在线数据控制平台进行实时数据收集和评价，在线数据控制平台根据评价结果进行反馈控制。
5.如权利要求4所述的一种基于在线的脱硫子系统评价装置的应用方法，其特征在于，
单个基本指标中动态正常参数值范围，在数据分析时结合环境条件的变化，环境条件包含背景值、季节变换，室内室外及天气突变等因素。
6.如权利要求5所述的一种基于在线的脱硫子系统评价装置的应用方法，其特征在于，还包含经济评价单元，经济评价单元包含电流、电压、电度、计算重要辅机的能耗，还包含石灰石浆液流量、密度和计算石灰石等实时物耗；
经济评价单元在评价过程中通过一定时间段的小指标累计值，计算各运行班组值班期间的小指标累计量，自动评比；通过全负荷工况下的历史数据，显示实时负荷工况下的能耗，物耗，并与最优值进行对比，提出经济性运行的分级反馈。
7.如权利要求6所述的一种基于在线的脱硫子系统评价装置的应用方法，其特征在于，
对于基本指标的权重系数和应急级别：
其中，一般属性基本指标确定为应急级别1；具备安全或经济属性的确定为应急级别2；对于装置事故跳闸、保护跳闸等开关量，表现为重要安全属性，确定为应急级别3；停运后对系统运行没有影响的定位应急级别4；对模拟量有关品质判断点为坏点时确定为应急级别5；根据各类属性的数量和分值定义，自动赋予各类基本指标在评价中的占比；
对于有备用设备的，可通过备用连锁自动投入；备用设备投入后，非正常停运设备将不再作为安全类拉低该子系统分值；但设备影响的参数，如流量等，仍按找该基本指标的评分规则计分。
8.如权利要求7所述的一种基于在线的脱硫子系统评价装置的应用方法，其特征在于，
参数级评价单元中基本指标为影响装置运行、效率和质量的主控指标，参数级评价单元的评价规则为：基本指标得分包含安全得分与优化得分两个分值,其中安全得分满分80分，优化得分满分20分，评价指标的得分为安全得分与优化得分之和；
对于安全得分：基本指标实际运行值在允许值（含）范围内计80分，超过允许值时按应急级别分为级别1、级别2、级别3、级别4、级别5五种情况，应急级别为1的，安全得分范围在60-79之间，计算方式为实际运行值与极限值的偏差，采用插值法计分，超过极限值的按60分计算；应急级别为2的，安全得分范围在0-59，计算方式为实际运行值与极限值的偏差，采用插值法计分，超过极限值的按0分计算；应急级别为3的，实际运行值偏离最优值的按0分计算；应急级别为4的，实际运行值偏离最优值的按59.9分计算；应急级别为5的，实际运行值偏离最优值的按-1分计算；
优化得分：应急级别为1、2的指标实际运行值在允许值范围内的，得分按实际运行值与最优值偏差，采用插值法计算得分；应急级别为3、4、5的指标实际运行值偏离最优值的按0分计算得分。
9.如权利要求8所述的一种基于在线的脱硫子系统评价装置的应用方法，其特征在于，
设备级评价单元、模块级评价单元和子系统级评价单元的评价规则为：①所有基本指标均高于80分的，按权重系数加权平均；②任一基本指标低于80分的，取该基本指标作为评价得分；③多个基本指标低于80分的，取最低值作为评价得分；④所有基本指标任一触发应急项3时，得分为0分；⑤所有基本指标任一触发应急项5时，将该基本指标分数记为0分，并按照基本指标加权平均计入评价得分。
10.如权利要求9所述的一种基于在线的脱硫子系统评价装置的应用方法，其特征在于，对于步骤二、历史数据至少选取对应基本指标一年的数据或一个工作周期，并对应的通过实际监测数据对模型进行验证和修正；对应的评价结果在步骤五中通过在线数据控制平台评分在80-100内显示绿色，60-79内显示黄色，60分以下显示红色；其中绿色代表正常状态，黄色代表关注状态，红色代表警示状态。
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