CN113256442A - 一种关于发电厂设备重要参数的预警方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种关于发电厂设备重要参数的预警方法，其包括以下步骤，（1）采集当前运行参数数值；（2）计算该参数的变化特性数值；（3）在所述参数的变化特性数值基础上留有一定安全裕度Δx，计算得到预警数值；（4）基于当前运行参数数值，与预警数值进行比较，当判断超出参数正常运行范围时，发出预警信号。本发明符合“预防为主”的安全生产方针，有效帮助运行值班员及时发现设备异常。
Description
技术领域
本发明属于热能工程中火力发电安全监测监控技术领域，具体涉及一种关于发电厂设备重要参数的预警方法及系统。
背景技术
设备发生异常往往有明显前期征兆，主要体现在设备相关参数的异常波动上。如当前发电厂机组主要设备重点参数报警值均为固定数值，往往与设备实际运行工况数值差距较大，当设备发生异常后，设备相关参数往往需要一定时间才能触发报警值，不能及时提醒运行值班员采取措施，进而延误事故处理的最佳时机，不利于机组安全稳定运行。
发明内容
本发明提供了一种关于发电厂设备重要参数的预警方法及系统，当设备发生异常时，能够及时发出预警，大幅提高事故处理的响应速度。
本发明采用如下技术方案：其包括以下步骤，
（1）采集当前运行参数数值；
（2）计算该参数的变化特性数值；
（3）在所述参数的变化特性数值基础上留有一定安全裕度Δx，计算得到预警数值；
（4）基于当前运行参数数值，与预警数值进行比较，当判断超出参数正常运行范围时，发出预警信号。
进一步地，其包括以下步骤，
S1-1：采集当前运行参数数值X；
S1-2：计算该参数的变化特性数值为获取该参数近期一段时间内的最大值Xmax和最小值Xmin；
S1-3：在所述最大值Xmax和最小值Xmin基础上留有一定安全裕度Δx作为预警数值Y2和Y1，
所述Y1=Xmin-Δx，Y2=Xmax+Δx； Y1与Y2数值之间区域为参数正常运行范围；
S1-4：将采集到的当前运行参数数值X与所述预警数值Y1和Y2进行比较判断；
当X≤Y1或X≥Y2时，则发出预警信号。
进一步地，所述步骤S1-1中，当前运行参数数值X选自设备的轴承温度、线圈温度或设备振动值；
所述设备为风机、磨煤机、汽泵、汽轮机或发电机；
所述步骤S1-1中，当前运行参数数值X选自送风风机的驱动端轴承温度，安全裕度Δ=（最大值Xmax-最小值Xmin）*20%。
进一步地，其包括以下步骤，
S2-1：采集当前运行参数数值X；
S2-2：计算该参数的变化特性数值为获取该参数近期一段时间内的平均值Z；
S2-3：在所述平均值Z基础上留有一定安全裕度Δx作为预警数值Y1和Y2；
Y1=Z-Δx，Y2=Z+Δx； Y1与Y2数值之间区域为参数正常运行范围；
S2-4：将采集到的当前运行参数数值X与所述预警数值Y1和Y2进行比较判断；
当X≤Y1或X≥Y2时，则发出预警信号。
进一步地，S2-1中，当前运行参数数值X选自风机或磨煤机的润滑油压、润滑油泵电流、闭式冷却水泵电流、闭式冷却水压力、油箱油位、定子冷却水压力和流量或汽轮机润滑油冷却器出口温度。
进一步地，所述步骤S2-1中，当前运行参数数值X选为汽轮机润滑油冷却器出口温度，安全裕度Δt=（平均值Z）*5%。
进一步地，其包括以下步骤，
S3-1：采集当前运行参数数值X；
S3-2：计算该参数的变化特性数值为：获取该参数在一定时间内的变化速率以及在近期一段时间内的最大变化速率Vmax；
S3-3：在所述最大变化速率Vmax基础上留有一定安全裕度Δx作为预警数值Y2；
Y2=Vmax+Δv；小于或等于数值Y2的区域为参数正常运行范围；
S3-4：将采集到的当前运行参数数值X计算其在一定时间内的变化速率后，与所述预警数值和Y2进行比较判断；
如判断v≥Y2时，则发出预警信号。
进一步地，S3-1中，当前运行参数数值X选自主蒸汽温度、再热蒸汽温度、锅炉沿程温度、小汽机转速、给水流量、凝泵电流或风机电流。
进一步地，S3-1中，当前运行参数数值X选为锅炉主蒸汽温度，安全裕度Δt=（最大变化速率Vmax）*20%。
进一步地，包括，
采集模块，用于采集当前运行参数数值X；
计算模块，用于计算该参数的变化特性数值以及根据所述参数的变化特性数值和安全裕度计算预警数值；
比较模块，用于基于判断当前运行参数数值X，比较和预警数值大小关系；
报警模块，用于发出预警信号。
本发明的积极效果如下：
本发明提供一种关于发电厂设备重要参数的预警方法及系统，该方法是将发电厂设备参数中，基于当前运行参数数值，与预警数值进行比较，当判断超出参数正常运行范围时，发出预警信号。当设备发生异常时，本方法和系统能够及时发出预警，提醒值班员第一时间分析判断设备是否存在异常，进而采取相关措施，大幅提高运行值班员事故处理的响应速度。本方法和系统体现了“四早”原则：早预警、早分析、早隔离、早处理，符合“预防为主”的安全生产方针，有效帮助运行值班员及时发现设备异常，防止设备进一步损坏，减轻设备检修负担，降低“非停”事故，更好的实现机组安全稳定运行。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
其包括以下步骤，
（1）采集当前运行参数数值；
（2）计算该参数的变化特性数值；
（3）在所述参数的变化特性数值基础上留有一定安全裕度Δx，计算得到预警数值；
（4）基于当前运行参数数值，与预警数值进行比较，当判断超出参数正常运行范围时，发出预警信号。
本实施例具体其包括以下步骤，
S1-1：采集当前运行参数数值X；
S1-2：计算该参数的变化特性数值为获取该参数近期一段时间内的最大值Xmax和最小值Xmin；
S1-3：在所述最大值Xmax和最小值Xmin基础上留有一定安全裕度Δx作为预警数值Y2和Y1，
所述Y1=Xmin-Δx，Y2=Xmax+Δx； Y1与Y2数值之间区域为参数正常运行范围；
S1-4：将采集到的当前运行参数数值X与所述预警数值Y1和Y2进行比较判断；
当X≤Y1或X≥Y2时，则发出预警信号。
S1-1中，当前运行参数数值X选自设备的轴承温度、线圈温度或设备振动值这类在一定范围内有规律波动的设备参数；
所述设备为风机、磨煤机、汽泵、汽轮机或发电机；
由于生产现场设备参数受其出力大小、工作环境温度等因素影响，设备参数数值在一定范围内呈周期性波动特性，这类设备一般比较适用本实施例的方法，典型的例如：风机、磨煤机、汽泵、汽轮机或发电机的轴承温度、线圈温度或设备振动值。
所述步骤S1-1中，当前运行参数数值X选自送风风机的驱动端轴承温度，安全裕度Δ=（最大值Xmax-最小值Xmin）*20%。
本实施例以送风风机的驱动端轴承温度监测为例，进行说明。
送风风机的驱动端轴承温度，该温度在24h（时间长短具体参照该参数的波动周期而定，这里为24h）内的最大值为35℃、最小值为29℃，改进前现有的报警值为80℃。
采用本实施例方法，安全裕度Δ=（最大值Xmax-最小值Xmin）*20%，则本实例Δ=（35-29）*20%=1.2℃,Y2=35+1.2=36.2℃,即：当该轴承温度上涨至36.2℃时即发出报警，相比80℃报警值，大大缩短提示时间，为值班员提前采取措施处理设备异常争取了宝贵的时间，同时也缩短了设备在不正常工况的运行时间，降低了设备损坏的风险。
实施例2
其包括以下步骤，
（1）采集当前运行参数数值；
（2）计算该参数的变化特性数值；
（3）在所述参数的变化特性数值基础上留有一定安全裕度Δx，计算得到预警数值；
（4）基于当前运行参数数值，与预警数值进行比较，当判断超出参数正常运行范围时，发出预警信号。
本实施例具体其包括以下步骤，
S2-1：采集当前运行参数数值X；
S2-2：计算该参数的变化特性数值为获取该参数近期一段时间内的平均值Z；
S2-3：在所述平均值Z基础上留有一定安全裕度Δx作为预警数值Y1和Y2；
Y1=Z-Δx，Y2=Z+Δx； Y1与Y2数值之间区域为参数正常运行范围；
S2-4：将采集到的当前运行参数数值X与所述预警数值Y1和Y2进行比较判断；
当X≤Y1或X≥Y2时，则发出预警信号。
S2-1中，当前运行参数数值X选自相对稳定或数值基本恒定的设备参数，典型的为：风机或磨煤机的润滑油压、润滑油泵电流、闭式冷却水泵电流、闭式冷却水压力、油箱油位、定子冷却水压力和流量或汽轮机润滑油冷却器出口温度。
所述步骤S2-1中，当前运行参数数值X选为汽轮机润滑油冷却器出口温度，安全裕度Δt=（平均值Z）*5%。
本实施例中以汽轮机润滑油冷却器出口温度为例进行说明。
正常情况下，汽轮机对润滑油温度高低要求较高，汽轮机润滑油冷却器出口温度由润滑油冷却器冷却水调节阀控制，冷却水调节阀正常设定42℃，改进前现有的报警值为47℃。
正常情况下，汽轮机润滑油冷却器出口温度也是42℃即平均值为42℃，当冷却器堵塞或冷却水调节阀故障时，该温度就会偏离设定值。
采用本实施例方法，汽轮机润滑油冷却器出口温度24h（时间不宜设太短，建议取24h）内平均值为42℃，若设安全裕度Δt（采用Δ=平均值*5%，则本实例Δ=42*5%=2.1℃，当汽轮机润滑油冷却器出口温度大于等于44.1℃或小于等于39.9℃时，发出报警。
进一步的，鉴于参数变化不大，为了更早反映参数异常波动，并考虑监控的精度，为了实际操作方便，本实施例取整采用5%）为2℃，当汽轮机润滑油冷却器出口温度大于等于44℃或小于等于40℃时，即发出报警。
实施例3
其包括以下步骤，
（1）采集当前运行参数数值；
（2）计算该参数的变化特性数值；
（3）在所述参数的变化特性数值基础上留有一定安全裕度Δx，计算得到预警数值；
（4）基于当前运行参数数值，与预警数值进行比较，当判断超出参数正常运行范围时，发出预警信号。
本实施例具体包括以下步骤，
S3-1：采集当前运行参数数值X；
S3-2：计算该参数的变化特性数值为：获取该参数在一定时间内的变化速率以及在近期一段时间内的最大变化速率Vmax；其中一定时间内的变化速率的一定时间可以选为分钟；其中近期一段时间内的最大变化速率Vmax的一点时间可以选择24小时。
S3-3：在所述最大变化速率Vmax基础上留有一定安全裕度Δx作为预警数值Y2；
Y2=Vmax+Δv；小于或等于数值Y2的区域为参数正常运行范围；
S3-4：将采集到的当前运行参数数值X计算其在一定时间内的变化速率后，与所述预警数值和Y2进行比较判断；
如判断v≥Y2时，则发出预警信号。
S3-1中，当前运行参数数值X选自主蒸汽温度、再热蒸汽温度、锅炉沿程温度、小汽机转速、给水流量、凝泵电流或风机电流。
生产现场有很多设备随着机组负荷的升降其出力变化幅度很大，相关系统参数数值波动也很大且没有明显规律，但是参数的变化速率一般会控制在一定范围内，当超出平时波动速率，说明该参数发生异常了，这类设备参数一般比较适用实施例3的方法，如随机组负荷变化数值波动较大的参数，典型的为主蒸汽温度、再热蒸汽温度、锅炉沿程温度、小汽机转速、给水流量、凝泵电流或风机电流。
此外，还可以包括部分呈周期性波动的轴承温度和线圈温度。
S3-1中，当前运行参数数值X选为锅炉主蒸汽温度，安全裕度Δt=（最大变化速率Vmax）*5%。
本实施例中以锅炉主再热汽温为例进行说明。
主蒸汽温度是机组运行重要监视参数，我公司上安#5机主汽温正常设定569℃，改进前现有的是当汽温高于579℃时高报警，低于557℃时低报警。当主再热汽温大幅波动时，往往是由于锅炉燃烧工况波动大或机组协调品质较差造成的，而锅炉沿程汽水温度会提前反应出来，低温过热器出口温度或屏式过热器出口温度变化早于主汽温，如果低温过热器出口温度或屏式过热器出口温度变化速率超过一定值后，提前发出报警，提醒值班员及时干预温度调整，就可以避免主再热汽温的大幅波动。
采用本实施例方法，若低温过热器出口温度24h（时间不宜设太短，建议取24h）内最大变化速率为5℃/min，若设安全裕度Δ（采用Δ=最大变化速率*20%，则本实例Δ=5*20%=1℃/min）为1℃，当低温过热器出口温度变化速率大于或者等于6℃/min时，即发出报警。
实施例4
本发明还提供了一种关于发电厂设备重要参数的预警系统，其特征在于：包括，
采集模块，用于采集当前运行参数数值X；
计算模块，用于计算该参数的变化特性数值以及根据所述参数的变化特性数值和安全裕度计算预警数值；比如实施例1中，计算最大值Xmax和最小值Xmin，计算预警数值Y2和Y1，所述Y1=Xmin-Δx，Y2=Xmax+Δx。实施例2中，计算平均值Z，计算预警数值Y1和Y2，Y1=Z-Δx，Y2=Z+Δx。实施例3中，计算该参数在一定时间内的变化速率以及在近期一段时间内的最大变化速率Vmax，计算预警数值Y2，Y2=Vmax+Δv。
比较模块，用于基于判断当前运行参数数值X，比较和预警数值大小关系；
报警模块，用于发出预警信号。
进一步地，将当前运行参数数值X以及该参数的变化特性数值和预警值均存储至预警数据库中。
进一步地，将所述预警信号发送至预警系统内网终端显示或通过端子接入原DCS报警系统进行显示。
进一步地，当设备发生异常后，应及时将异常时段的参数剔除。
本发明针对电厂不同类型，不同特质的参数，给出了相应的预警方法，相比于现有技术中现行的预警方式及预警值，大大提高了问题的发现速度，符合“预防为主”的安全生产方针。同时本发明方法针对性强，科学有效，既能早发现又不会造成频繁报警给值班员带来无谓的工作量的问题，本发明能够在参数数值变化异常的早期进行发现，不会延误事故的最佳处理时机，把事故扼杀在刚起苗头上，大大提高了机组的安全运行。
以上实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所做出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种关于发电厂设备重要参数的预警方法，其特征在于：其包括以下步骤，
（1）采集当前运行参数数值；
（2）计算该参数的变化特性数值；
（3）在所述参数的变化特性数值基础上留有一定安全裕度Δx，计算得到预警数值；
（4）基于当前运行参数数值，与预警数值进行比较，当判断超出参数正常运行范围时，发出预警信号。
2.根据权利要求1所述的一种关于发电厂设备重要参数的预警方法，其特征在于：其包括以下步骤，
S1-1：采集当前运行参数数值X；
S1-2：计算该参数的变化特性数值为获取该参数近期一段时间内的最大值Xmax和最小值Xmin；
S1-3：在所述最大值Xmax和最小值Xmin基础上留有一定安全裕度Δx作为预警数值Y2和Y1，
所述Y1=Xmin-Δx，Y2=Xmax+Δx； Y1与Y2数值之间区域为参数正常运行范围；
S1-4：将采集到的当前运行参数数值X与所述预警数值Y1和Y2进行比较判断；
当X≤Y1或X≥Y2时，则发出预警信号。
3.根据权利要求2所述的一种关于发电厂设备重要参数的预警方法，其特征在于：所述步骤S1-1中，当前运行参数数值X选自设备的轴承温度、线圈温度或设备振动值；
所述设备为风机、磨煤机、汽泵、汽轮机或发电机；
所述步骤S1-1中，当前运行参数数值X选自送风风机的驱动端轴承温度，安全裕度Δ=（最大值Xmax-最小值Xmin）*20%。
4.根据权利要求1所述的一种关于发电厂设备重要参数的预警方法，其特征在于：其包括以下步骤，
S2-1：采集当前运行参数数值X；
S2-2：计算该参数的变化特性数值为获取该参数近期一段时间内的平均值Z；
S2-3：在所述平均值Z基础上留有一定安全裕度Δx作为预警数值Y1和Y2；
Y1=Z-Δx，Y2=Z+Δx； Y1与Y2数值之间区域为参数正常运行范围；
S2-4：将采集到的当前运行参数数值X与所述预警数值Y1和Y2进行比较判断；
当X≤Y1或X≥Y2时，则发出预警信号。
5.根据权利要求4所述的一种关于发电厂设备重要参数的预警方法，其特征在于：S2-1中，当前运行参数数值X选自风机或磨煤机的润滑油压、润滑油泵电流、闭式冷却水泵电流、闭式冷却水压力、油箱油位、定子冷却水压力和流量或汽轮机润滑油冷却器出口温度。
6.根据权利要求5所述的一种关于发电厂设备重要参数的预警方法，其特征在于：所述步骤S2-1中，当前运行参数数值X选为汽轮机润滑油冷却器出口温度，安全裕度Δt=（平均值Z）*5%。
7.根据权利要求1所述的一种关于发电厂设备重要参数的预警方法，其特征在于：其包括以下步骤，
S3-1：采集当前运行参数数值X；
S3-2：计算该参数的变化特性数值为：获取该参数在一定时间内的变化速率以及在近期一段时间内的最大变化速率Vmax；
S3-3：在所述最大变化速率Vmax基础上留有一定安全裕度Δx作为预警数值Y2；
Y2=Vmax+Δv；小于或等于数值Y2的区域为参数正常运行范围；
S3-4：将采集到的当前运行参数数值X计算其在一定时间内的变化速率后，与所述预警数值和Y2进行比较判断；
如判断v≥Y2时，则发出预警信号。
8.根据权利要求7所述的一种关于发电厂设备重要参数的预警方法，其特征在于：S3-1中，当前运行参数数值X选自主蒸汽温度、再热蒸汽温度、锅炉沿程温度、小汽机转速、给水流量、凝泵电流或风机电流。
9.根据权利要求7所述的一种关于发电厂设备重要参数的预警方法，其特征在于：S3-1中，当前运行参数数值X选为锅炉主蒸汽温度，安全裕度Δt=（最大变化速率Vmax）*20%。
10.一种关于发电厂设备重要参数的预警系统，其特征在于：包括，
采集模块，用于采集当前运行参数数值X；
计算模块，用于计算该参数的变化特性数值以及根据所述参数的变化特性数值和安全裕度计算预警数值；
比较模块，用于基于判断当前运行参数数值X，比较和预警数值大小关系；
报警模块，用于发出预警信号。
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- 2021-04-26 CN CN202110454441.9A patent/CN113256442A/zh active Pending
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