[发明专利]一种锅炉系统设备状态监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及锅炉技术领域，具体涉及一种锅炉系统设备状态监测方法。

背景技术

火力发电是我国主要的发电方式，电站锅炉作为火力电站的三大主机设备之一，伴随着我国火电行业的发展而发展。《2013-2017年中国锅炉制造行业产销需求预测与转型升级分析报告》显示，至2010年底，单机容量30万千瓦及以上火电机组占全部火电机组容量的60％以上。

锅炉设备是一种受压设备，经常处于高压下运行，并受到烟气和炉水中有害杂质侵蚀和飞灰磨损，因此需要定期的对锅炉系统进行维护并在运行过程中实时监测可能发生的设备故障。准确的查找锅炉设备故障正是制约锅炉正常使用和发展的重要因素之一，一旦管理不严，使用不当就会发生事故，甚至发生重大破坏性事故。在出现事故后及时的查找事故根源的速度越快越准确，事故造成的损失就会越小。但故障后及时地查找故障根源保证其正常使用是困扰锅炉设备发展的一大难题，一般情况下都是凭借人工经验去推断，往往准确率极低。

锅炉系统状态由该系统的多个变量决定。这些变量的不同取值构成了系统的不同状态。另外，系统中的每个设备元件也有多种不同的工作状态。设备状态与系统状态之间相互影响。但目前的设备控制程序只是单一的将系统元件与系统状态建立一一映射的关系，但在实际情况中，许多系统中的重要设备与系统状态的映射关系并不是一一对应的，系统中一个设备的状态发生变化可能会引起多个系统状态同时发生变化。例如在发电厂的锅炉系统中，增加通风阀门的开度，不仅可以使锅炉中含氧量提高，同时会对锅炉中的压力产生影响。而且，在即便在与系统状态存在一一映射的系统元件中，有的设备会对系统状态产生抑制总用，有的会对系统状态产生增益作用。因此，设备状态的转移概率在监控过程中，需要充分考虑设备的种类和作用对象。

发明内容

解决上述技术问题，本发明提供了基于不同时刻系统状态的变化，监控设备状态变化概率的方法，通过对锅炉设备中的系统状态进行监控，根据系统状态判断锅炉中各重要设备的工作状态，从而有效地定位故障位置，并通过对所有系统状况的变化进行分析，预测出各种设备状态出现的概率。通过这种方法，可以帮助决策者更加及时地定位故障并对可能发生的故障做好充足的准备。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是，一种锅炉系统设备状态监测方法，方法包括以下步骤：

步骤一：将每套锅炉系统由n个系统状态变量表示，并根据这n个系统状态变量的不同取值组合来表示每套锅炉系统不同的状态，每一锅炉系统包括m个设备，N_i表示第i个设备的工作状态类型个数，而则表示第t时刻的第i个设备的工作状态，其中，i＝1,2,3.......m，确定锅炉系统状态变量集合为H，其中第i个系统状态变量用H_i表示；

步骤二：将第k个锅炉系统中的系统状态进行细分，设细分后锅炉系统状态组合总数为K，第k个锅炉系统状态组合区间为M_k。

步骤三：设定设备状态间的转移概率λ；

步骤四：设定设备工作状态集合Y与系统状态变量集合H的对应关系W；

步骤五：计算第i个设备在第t'时刻的设备状态到第t时刻的设备状态的概率其中t表示当前时刻，t'表示前一时刻，当前时刻t与前一时刻t'的时间间隔为单位时间△t，第i个设备在单位时间△t内的状态变化的概率相同，第i个设备在t'、t时刻的设备状态为

进一步的，所述步骤三具体为，设定第i个设备状态间的转移概率λ即第i个设备状态转移矩阵λⁱ(i＝1,2,3...,m)，其计算公式如下：

其中，表示第i个设备从状态1变化到状态1的概率，表示第i个设备从状态1变化到状态2的概率,以此类推，表示第i个设备从态y_i变化到状态y_i的概率。

进一步的，所述步骤四具体为：该对应关系W为第i个设备在开启状态下对锅炉系统的n个系统状态变量的影响趋势，设定设备工作状态集合Y与系统状态变量集合H的对应关系W；

其公式为：

其中w_ij表示第i个设备对第j个系统状态变量的影响值，所述j＝1,2,3......n，w_ij的取值范围为{0，1,-1}，分别表示第i个设备设备对第j个系统状态变量没有影响、有增益影响、有抑制影响。

进一步的，所述步骤具体包括以下步骤：