[发明专利]一种风机失速智能预警系统与方法

说明书

本发明公开了一种风机失速智能预警系统与方法。本发明包括信号采集与预处理模块、数据计算模块、智能分析模块、预警报警模块；信号采集与预处理模块，用于从自动控制系统采集风机运行的当前时间的前的一段时间T内的历史数据，并对历史数据进行分析和处理，得到有价值的历史数据曲线信息；数据计算模块，用于计算数据变化趋势，并根据信号周期获得可靠的实时数据值及其数据偏差；智能分析模块，用于根据数据变化趋势、实时数据值、数据偏差等评估风机失速的倾向性或失速状态；预警报警模型，用于在风机出现失速倾向或已发生失速时，提供预警或报警信息。本发明在风机完全失速前数分钟进行预警，为消除失速提供充足的干预时间。

技术领域

本发明属于生产安全技术领域，涉及一种风机失速智能预警系统与方法。

背景技术

风机处于正常工况时，冲角很小(气流方向与叶片叶弦的夹角即为冲角)，气流绕过机翼型叶片而保持流线状态，当气流与叶片进口形成正冲角，即α0，且此正冲角超过某一临界值时，叶片背面流动工况开始恶化，边界层受到破坏，在叶片背面尾端出现涡流区，即所谓“失速”现象。冲角大于临界值越多，失速现象越严重，流体的流动阻力越大，使叶道阻塞，同时风机风压也随之迅速降低。电厂风机失速会严重影响机组安全运行。常规控制系统一般通过参数阈值来进行报警，此时运行人员再综合判断风机运行是否正常，如果出现与风机失速相关的参数报警时，说明风机已经出现明显失速症状。实际上，在风机失速前各相关参数一般已经有一定的趋势，但受多种因素影响，一般难以发现，如运行人员难以仅时刻关注风机运行状态、实时趋势变化较小、实时趋势的变化有可能会被瞬时数据波动覆盖等。因此利用计算机智能化技术在风机有失速趋势时提前预警对于机组的安全稳定运行有着重要意义。

发明内容

鉴于现有技术的局限性和智能化技术的发展趋势，本发明提出了一种风机失速智能预警系统与方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明包括信号采集与预处理模块、数据计算模块、智能分析模块、预警报警模块。

所述的信号采集与预处理模块，用于从自动控制系统采集风机运行的当前时间的前的一段时间T内的历史数据，并对历史数据进行分析和处理，得到有价值的历史数据曲线信息，具体实现如下：

从自动控制系统采集风机运行的当前时间前的一段时间T内的历史数据，历史数据包括：风机电流、动叶开度、风机流量、进出口差压。时间段T的长度和数据点的时间间隔根据数据特征设置，一般情况下，时间段T为1-10分钟，时间段越短，反应越灵敏；时间间隔一般为1秒，需要根据自动控制系统数据频率和数据处理速度要求来综合确定。然后将采集到的历史数据利用平均移动或其它数学方法进行平滑处理，消除历史数据曲线的噪声信号，并去除异常值。再将预处理的历史数据利用数学方法计算其数据波动周期。

所述的数据计算模块，用于计算数据变化趋势(导数)，并根据信号周期获得可靠的实时数据值及其数据偏差，具体的：

根据信号采集与预处理模块得到的数据波动周期，将预处理的历史数据按周期进行平均，得到体现真实数据特征的平稳曲线，再利用导数方法分别计算风机电流、动叶开度、风机流量、进出口差压的周期平均曲线的变化斜率。并根据数据波动周期计算最后一周期的平均值，作为实时数据值，并计算一分钟内历史数据的变化量，即数据偏差，包括风机电流、风机流量、进出口差压。

所述的智能分析模块，用于根据数据变化趋势、实时数据值、数据偏差等评估风机失速的倾向性或失速状态，具体如下：