本發(fā)明涉及空預(yù)器故障診斷，特別是一種空預(yù)器堵塞程度在線監(jiān)視預(yù)警方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、伴隨著我國各項(xiàng)事業(yè)的快速發(fā)展，人們的生活水平日益提高，用電量不斷攀升，在國家“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略的推動(dòng)下，火電行業(yè)面臨著前所未有的節(jié)能減排壓力；火電廠作為復(fù)雜的能源生產(chǎn)系統(tǒng)，設(shè)備數(shù)量龐大，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都可能對機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性造成顯著影響，進(jìn)而影響火電廠節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)；近年來，受到動(dòng)力煤價(jià)格上漲的影響，許多火電廠選擇購買大量褐煤進(jìn)行摻燒以降低成本，然而褐煤具有水分高、灰分高的特點(diǎn)，這對現(xiàn)有火電機(jī)組的風(fēng)煙系統(tǒng)造成了嚴(yán)重挑戰(zhàn)，例如煙氣中的飛灰混合物與硫酸氫銨黏在一起，容易在空預(yù)器的內(nèi)壁附著堆積，導(dǎo)致空預(yù)器堵塞，進(jìn)而影響機(jī)組出力和效率；因此，對空預(yù)器堵塞程度的實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù)警已成為火電行業(yè)亟待解決的技術(shù)難題。

2、而目前常見的解決方案存在諸多缺點(diǎn)，首先傳統(tǒng)的監(jiān)測方法主要依賴于定期檢修和人工巡檢，不僅增加了火電企業(yè)的維護(hù)成本，也給維修人員帶來了額外的工作負(fù)擔(dān)，更重要的是，這種被動(dòng)式的監(jiān)測方法難以做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理堵塞問題，往往等到堵塞情況嚴(yán)重時(shí)才能察覺，這無疑給機(jī)組的安全運(yùn)行埋下了隱患；其次，隨著清潔能源的快速發(fā)展，火電機(jī)組的運(yùn)行方式正在發(fā)生深刻變化，機(jī)組負(fù)荷頻繁波動(dòng)，工況難以長時(shí)間保持穩(wěn)定，各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)時(shí)刻處于動(dòng)態(tài)變化之中，這種復(fù)雜多變的運(yùn)行環(huán)境極大增加了準(zhǔn)確判斷空預(yù)器堵塞程度的難度，而目前大多數(shù)情況下仍然依賴運(yùn)行人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，難以保證準(zhǔn)確性和時(shí)效性；此外，現(xiàn)有的在線監(jiān)測技術(shù)雖然可以實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，但往往缺乏對環(huán)境因素的考慮，導(dǎo)致監(jiān)測結(jié)果與實(shí)際情況存在偏差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于對空預(yù)器進(jìn)行故障診斷時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中依賴于定期檢修和人工巡檢，不僅增加了火電企業(yè)的維護(hù)成本，也給維修人員帶來了額外的工作負(fù)擔(dān)，難以保證準(zhǔn)確性和時(shí)效性，缺乏對環(huán)境因素的考慮等問題，提出了本發(fā)明。

2、因此，本發(fā)明所要解決的問題在于如何提供一種通過計(jì)算通流系數(shù)的實(shí)時(shí)值并與報(bào)警值進(jìn)行對比，進(jìn)而無需對任何設(shè)備進(jìn)行重大改造，實(shí)現(xiàn)空預(yù)器堵塞程度實(shí)時(shí)預(yù)警的方法。

3、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

4、第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種空預(yù)器堵塞程度在線監(jiān)視預(yù)警方法，其包括獲取機(jī)組數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，并基于所述機(jī)組數(shù)據(jù)計(jì)算通流系數(shù)；對所述通流系數(shù)進(jìn)行判斷，制定在線監(jiān)視預(yù)警策略；基于所述環(huán)境數(shù)據(jù)構(gòu)建自適應(yīng)閾值模型，對所述在線監(jiān)視預(yù)警策略進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)空預(yù)器堵塞程度的在線監(jiān)視預(yù)警。

5、作為本發(fā)明所述空預(yù)器堵塞程度在線監(jiān)視預(yù)警方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述機(jī)組數(shù)據(jù)包括機(jī)組總的送風(fēng)量、機(jī)組總煤量、機(jī)組石子煤量、入爐煤的灰分、脫硝稀釋風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量、脫硝系統(tǒng)的噴氨量、空預(yù)器出口氧量、空預(yù)器入口氧量、空預(yù)器煙氣側(cè)出口壓力以及空預(yù)器煙氣側(cè)入口壓力。

6、作為本發(fā)明所述空預(yù)器堵塞程度在線監(jiān)視預(yù)警方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述計(jì)算通流系數(shù)包括以下步驟：基于所述機(jī)組數(shù)據(jù)計(jì)算空預(yù)器煙氣側(cè)入口的煙氣總質(zhì)量，具體公式如下：

7、q入口＝q送風(fēng)量+(q煤量-q石子煤量)×(1-aad％)+q稀釋風(fēng)量+q氨

8、其中，q入口為空預(yù)器煙氣側(cè)入口的煙氣總質(zhì)量；q送風(fēng)量為機(jī)組總的送風(fēng)量；q煤量為機(jī)組總煤量；q石子煤量為機(jī)組石子煤量；aad％為入爐煤的灰分；q稀釋風(fēng)量為脫硝稀釋風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量；q氨為脫硝系統(tǒng)的噴氨量；根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算空預(yù)器的漏風(fēng)率，具體公式如下：

9、l＝(a出口-a入口)÷(21-a入口)×90％

10、其中，l為空預(yù)器的漏風(fēng)率；a出口為空預(yù)器出口氧量；a入口為空預(yù)器入口氧量。

11、作為本發(fā)明所述空預(yù)器堵塞程度在線監(jiān)視預(yù)警方法的一種優(yōu)選方案，其中：基于所述空預(yù)器煙氣側(cè)入口的煙氣總質(zhì)量和所述空預(yù)器的漏風(fēng)率計(jì)算流經(jīng)空預(yù)器的煙氣量，流經(jīng)空預(yù)器的煙氣量的計(jì)算公式如下：

12、q＝q入口×(1+l)

13、其中，q為流經(jīng)空預(yù)器的煙氣量；q入口為空預(yù)器煙氣側(cè)入口的煙氣總質(zhì)量；l為空預(yù)器的漏風(fēng)率；根據(jù)所述空預(yù)器煙氣側(cè)出口壓力和所述空預(yù)器煙氣側(cè)入口壓力計(jì)算空預(yù)器煙氣側(cè)差壓，空預(yù)器煙氣側(cè)差壓的計(jì)算公式如下：

14、δp＝p出-p入

15、其中，δp為空預(yù)器煙氣側(cè)差壓；p出為空預(yù)器煙氣側(cè)出口壓力；p入為空預(yù)器煙氣側(cè)入口壓力；基于所述流經(jīng)空預(yù)器的煙氣量和所述空預(yù)器煙氣側(cè)差壓之間的關(guān)系進(jìn)行分析，得到對應(yīng)的通流系數(shù)，通流系數(shù)的計(jì)算公式如下：

16、

17、其中，q為流經(jīng)空預(yù)器的煙氣量；δp為空預(yù)器煙氣側(cè)差壓；c為通流系數(shù)。

18、作為本發(fā)明所述空預(yù)器堵塞程度在線監(jiān)視預(yù)警方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述在線監(jiān)視預(yù)警策略包括：若通流系數(shù)c＜報(bào)警值，則對在t0時(shí)間內(nèi)通流系數(shù)c＜報(bào)警值的次數(shù)進(jìn)行判定，若在t0時(shí)間內(nèi)通流系數(shù)c＜報(bào)警值的次數(shù)＞通流系數(shù)c與報(bào)警值比較次數(shù)的t1％，則判定空預(yù)器發(fā)生堵塞現(xiàn)象，發(fā)出報(bào)警提示并通知機(jī)組運(yùn)行人員采取吹灰措施對空預(yù)器進(jìn)行疏通；若在t0時(shí)間內(nèi)通流系數(shù)c＜報(bào)警值的次數(shù)≤通流系數(shù)c與報(bào)警值比較次數(shù)的t1％，則判定空預(yù)器未發(fā)生堵塞現(xiàn)象，重新采集機(jī)組數(shù)據(jù)，計(jì)算通流系數(shù)c并進(jìn)行判斷；若通流系數(shù)c≥報(bào)警值，則判定空預(yù)器未發(fā)生堵塞現(xiàn)象，繼續(xù)進(jìn)行監(jiān)測。

19、作為本發(fā)明所述空預(yù)器堵塞程度在線監(jiān)視預(yù)警方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述環(huán)境數(shù)據(jù)包括季節(jié)因素和煤質(zhì)因素；所述季節(jié)因素包括春季、夏季、秋季以及冬季；所述煤質(zhì)因素是由入爐煤的灰分組成；所述構(gòu)建自適應(yīng)閾值模型包括以下步驟：基于所述季節(jié)因素進(jìn)行劃分，并設(shè)置對應(yīng)的季節(jié)權(quán)重；基于平滑時(shí)間上的變化，引入平滑因子，對時(shí)間的波動(dòng)進(jìn)行調(diào)整；考慮季節(jié)因素在整個(gè)時(shí)間范圍內(nèi)的影響，將所述平滑因子、所述季節(jié)因素和所述季節(jié)權(quán)重進(jìn)行結(jié)合，得到季節(jié)因素對空預(yù)器的影響；基于灰分分布，利用灰分含量表示所述煤質(zhì)因素對空預(yù)器的影響；對所述灰分分布進(jìn)行積分處理，得到煤質(zhì)因素的累積影響并計(jì)算平均值，得到煤質(zhì)因素對空預(yù)器的影響；基于所述報(bào)警值，將所述季節(jié)因素對空預(yù)器的影響和所述煤質(zhì)因素對空預(yù)器的影響結(jié)合，構(gòu)建自適應(yīng)閾值模型。

20、作為本發(fā)明所述空預(yù)器堵塞程度在線監(jiān)視預(yù)警方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述季節(jié)因素對空預(yù)器的影響的計(jì)算公式如下：

21、

22、其中，s為季節(jié)因素對空預(yù)器的影響；t為總的結(jié)束時(shí)間；n為季節(jié)因素的數(shù)量；wi為第i個(gè)季節(jié)權(quán)重；ai為第i個(gè)季節(jié)因素的振幅；ti為第i個(gè)季節(jié)因素的結(jié)束時(shí)間；t為時(shí)間；φi為第i個(gè)季節(jié)相位；bi為第i個(gè)季節(jié)因素的基準(zhǔn)值；α為平滑因子的調(diào)整參數(shù)；所述煤質(zhì)因素對空預(yù)器的影響的計(jì)算公式如下：

23、

24、其中，p為煤質(zhì)因素對空預(yù)器的影響；ashmax為灰分的最大值；cash為灰分影響的系數(shù)；aad％為入爐煤的灰分；kash為調(diào)整參數(shù)。

25、第二方面，本發(fā)明為進(jìn)一步解決空預(yù)器故障診斷中存在的安全問題，實(shí)施例提供了一種空預(yù)器堵塞程度在線監(jiān)視預(yù)警系統(tǒng)，其包括：通流系數(shù)模塊，用于采集機(jī)組數(shù)據(jù)、季節(jié)因素和煤質(zhì)因素，并利用機(jī)組數(shù)據(jù)計(jì)算通流系數(shù)；預(yù)警策略模塊，用于根據(jù)通流系數(shù)判斷是否發(fā)生堵塞現(xiàn)象，制定在線監(jiān)視預(yù)警策略；模型優(yōu)化模塊，用于基于季節(jié)因素和煤質(zhì)因素構(gòu)建自適應(yīng)閾值模型，對在線監(jiān)視預(yù)警策略進(jìn)行優(yōu)化。

26、第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其中：所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如本發(fā)明第一方面所述的一種空預(yù)器堵塞程度在線監(jiān)視預(yù)警方法的任一步驟。

27、第四方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其中：所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如本發(fā)明第一方面所述的一種空預(yù)器堵塞程度在線監(jiān)視預(yù)警方法的任一步驟。

28、本發(fā)明有益效果為：本發(fā)明通過計(jì)算通流系數(shù)的實(shí)時(shí)值并與報(bào)警值進(jìn)行對比，有效提高預(yù)警的實(shí)時(shí)性，使電廠運(yùn)行人員能夠在空預(yù)器輕微堵塞時(shí)采取措施疏通空預(yù)器，有效降低機(jī)組的風(fēng)機(jī)耗電率，預(yù)防因空預(yù)器嚴(yán)重堵塞造成的機(jī)組非停，保障機(jī)組安全運(yùn)行，提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性，節(jié)能降耗；不會(huì)對火電機(jī)組性能造成影響，不需對任何設(shè)備進(jìn)行重大改造，只需具備足夠的參數(shù)測點(diǎn)即可對空預(yù)器堵塞程度進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警，適用于現(xiàn)有絕大部分電廠空預(yù)器，適用性和推廣性較強(qiáng)；通過基于季節(jié)因素和煤質(zhì)因素構(gòu)建自適應(yīng)閾值模型，能夠更好地適應(yīng)時(shí)間尺度上的環(huán)境變化和燃料特性的變化，提高了預(yù)警的實(shí)用性和可靠性。