專利名稱:一種朗肯循環(huán)冷源裝置及其真空故障自診斷方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及朗肯循環(huán)冷源裝置故障檢測(cè)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及朗肯循環(huán)冷源裝置及其真空故障自診斷方法。
背景技術(shù):
蒸汽動(dòng)力循環(huán)的冷源是影響朗肯循環(huán)效率的主要環(huán)節(jié)。目前冷源系統(tǒng)包括凝汽器、冷卻塔、除氧、循環(huán)水及抽真空系統(tǒng)。由于凝結(jié)I噸蒸汽約需要6(Γ80噸冷卻水,所以,龐大的循環(huán)冷卻、冷凝、除氧、真空系統(tǒng)不僅管路布置繁雜、占地面積大,更重要的是動(dòng)力機(jī)械耗功較大。因此,不論從投資還是運(yùn)營的角度講,均需對(duì)冷源裝置進(jìn)行改進(jìn)和技術(shù)升級(jí)。這點(diǎn)對(duì)于使用低品位熱源的余熱電站就顯得尤為重要。首先由于蒸汽品位低,單位發(fā)電量的汽耗量大,所需的冷卻水量也相應(yīng)加大,循環(huán)水泵耗功可達(dá)電站發(fā)電量的5% — 10%,成為影響余熱電站的經(jīng)濟(jì)性的重要因素;其次,做功蒸汽焓降小,降低冷源溫度即降低汽輪機(jī)排汽壓力將可以明顯提高余熱電站的發(fā)電量;當(dāng)然,優(yōu)良的真空系統(tǒng)是降低排氣壓力的前提和保證。然而,現(xiàn)有的朗肯循環(huán)冷源裝置無法進(jìn)行真空故障自檢測(cè),其對(duì)于真空故障的檢測(cè)主要采用壓水、復(fù)膜、燭火、示蹤、超聲波、氦質(zhì)譜檢漏儀,實(shí)際使用中存在受運(yùn)行、環(huán)境影響及測(cè)量范圍寬泛工作量大的缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種朗肯循環(huán)冷源裝置的真空故障自診斷方法及循環(huán)冷源裝置,以解決現(xiàn)有技術(shù)的循環(huán)冷源裝置 無法進(jìn)行真空故障自檢測(cè)的技術(shù)問題。采用的技術(shù)方案如下:—種朗肯循環(huán)冷源裝置的真空故障自診斷方法,包括:檢測(cè)朗肯循環(huán)冷源裝置的真空壓力,如果真空壓力超過預(yù)設(shè)安全閾值,則獲取多個(gè)檢測(cè)參數(shù);將多個(gè)檢測(cè)參數(shù)輸入經(jīng)過訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),得到多個(gè)與循環(huán)冷源裝置的故障源對(duì)應(yīng)的輸出值,其中最大輸出值對(duì)應(yīng)的故障源為診斷故障源。進(jìn)一步的,所述檢測(cè)參數(shù)包括:汽輪機(jī)排汽真空度、冷卻水循環(huán)泵出口壓力、凝結(jié)水聯(lián)箱內(nèi)凝結(jié)水過冷度、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子脹差、凝結(jié)水聯(lián)箱內(nèi)混合氣體溫度與循環(huán)水蓄水槽內(nèi)水的溫差、冷卻水循環(huán)泵電流、汽輪機(jī)軸封汽壓、汽輪機(jī)乏汽出口至乏乏汽聯(lián)箱壓降、水環(huán)真空泵吸氣壓力、水環(huán)真空泵電機(jī)電流、引風(fēng)機(jī)電流、引風(fēng)機(jī)風(fēng)量、噴淋管驅(qū)動(dòng)裝置電流和/或循環(huán)水蓄水槽水溫,所述故障源包括:循冷卻水循環(huán)泵故障、循環(huán)水量不足、水環(huán)真空泵故障、汽封供汽中斷、系統(tǒng)管路泄漏、高效換熱管束污垢、高效換熱管束泄漏、引風(fēng)機(jī)故障和噴淋管驅(qū)動(dòng)裝置故障。更進(jìn)一步的,所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隸屬度函數(shù)包括:
當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為汽輪機(jī)排汽真空度,對(duì)應(yīng)的第一隸屬度函數(shù)為/l= e—fc(x—alf,其中al為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為冷卻水循環(huán)泵出口壓力,對(duì)應(yīng)的第二隸屬度函數(shù)為f2=(x_a2)/b2,其中a2和b2為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為凝結(jié)水聯(lián)箱內(nèi)凝結(jié)水過冷度,對(duì)應(yīng)的第三隸屬度函數(shù)為f3=(x_a3)/b3,其中a3和b3為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子脹差,對(duì)應(yīng)的第四隸屬度函數(shù)為/4= e]m4)2,其中a4和k4為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為凝結(jié)水聯(lián)箱內(nèi)混合氣體溫度與循環(huán)水蓄水槽內(nèi)水的溫差,對(duì)應(yīng)的第五隸屬度函數(shù)為/5 = e-,其中a5為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為冷卻水循環(huán)泵電流,對(duì)應(yīng)的第六隸屬度函數(shù)為f6=l/(l+k6(x-a6)b6),其中 a6、b6 和 k6 為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為汽輪機(jī)軸封汽壓,對(duì)應(yīng)的第七隸屬度函數(shù)為f7=(x_a7)/b7 ;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為汽輪機(jī)乏汽出口至乏乏汽聯(lián)箱壓降,對(duì)應(yīng)的第八隸屬度函數(shù)為f8=(x_a8)/b8,其中a8和b8為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為水環(huán)真空泵吸氣壓力,對(duì)應(yīng)的第九隸屬度函數(shù)為f9= (x-a9) /b9,其中a9和b9為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為水環(huán)真空泵電機(jī)電流,對(duì)應(yīng)的第十隸屬度函數(shù)為fl0=l/(l+klO(x-alO)b10),其中 al0、bl0 和 klO 為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為引風(fēng)機(jī)電流,對(duì)應(yīng)的第十一隸屬度函數(shù)為fll=l/(l+kll(x-all)b11),其中 all、bll 和 kll 為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為引風(fēng)機(jī)風(fēng)量,對(duì)應(yīng)的第十二隸屬度函數(shù)為fl2=(x-al2)/bl2,其中al2和bl2為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為噴淋管驅(qū)動(dòng)裝置電流,對(duì)應(yīng)的第十三隸屬度函數(shù)為fl3=l/(l+kl3(x-al3)b13),其中 al3、bl3 和 kl3 為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為循環(huán)水蓄水槽水溫,對(duì)應(yīng)的第十四隸屬度函數(shù)為fl4 = e-tl4(,-al4f,其中 &14 和 kH 為常量。一種具有真空故障自診斷功能的朗肯循環(huán)冷源裝置,包括:循環(huán)冷源裝置主體以及與循環(huán)冷源裝置主體連接的真空障礙智能診斷控制器,所述真空障礙智能診斷控制器包括:真空壓力安全檢測(cè)模塊,用于檢測(cè)循環(huán)冷源裝置的真空壓力,如果真空壓力超過預(yù)設(shè)安全閾值,則獲取多個(gè)檢測(cè)參數(shù);故障源診斷模塊,用于將多個(gè)檢測(cè)參數(shù)輸入經(jīng)過訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),得到多個(gè)與循環(huán)冷源裝置的故障源對(duì)應(yīng)的輸出值,其中最大輸出值對(duì)應(yīng)的故障源為診斷故障源。進(jìn)一步的,所述檢測(cè)參數(shù)包括:汽輪機(jī)排汽真空度、冷卻水循環(huán)泵出口壓力、凝結(jié)水聯(lián)箱內(nèi)凝結(jié)水過冷度、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子脹差、凝結(jié)水聯(lián)箱內(nèi)混合氣體溫度與循環(huán)水蓄水槽內(nèi)水的溫差、冷卻水循環(huán)泵電流、汽輪機(jī)軸封汽壓、汽輪機(jī)乏汽出口至乏乏汽聯(lián)箱壓降、水環(huán)真空泵吸氣壓力、水環(huán)真空泵電機(jī)電流、引風(fēng)機(jī)電流、引風(fēng)機(jī)風(fēng)量、噴淋管驅(qū)動(dòng)裝置電流和/或循環(huán)水蓄水槽水溫,所述故障源包括:循冷卻水循環(huán)泵故障、循環(huán)水量不足、水環(huán)真空泵故障、汽封供汽中斷、系統(tǒng)管路泄漏、高效換熱管束污垢、高效換熱管束泄漏、引風(fēng)機(jī)故障和噴淋管驅(qū)動(dòng)裝置故障。更進(jìn)一步的,所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隸屬度函數(shù)包括:當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為汽輪機(jī)排汽真空度,對(duì)應(yīng)的第一隸屬度函數(shù)為/I= e-&-a 2,其中al為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為冷卻水循環(huán)泵出口壓力,對(duì)應(yīng)的第二隸屬度函數(shù)為f2=(x_a2)/b2,其中a2和b2為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為凝結(jié)水聯(lián)箱內(nèi)凝結(jié)水過冷度,對(duì)應(yīng)的第三隸屬度函數(shù)為f3=(x_a3)/b3,其中a3和b3為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子脹差,對(duì)應(yīng)的第四隸屬度函數(shù)為/4= e-u4):其
中a4和k4為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為凝結(jié)水聯(lián)箱內(nèi)混合氣體溫度與循環(huán)水蓄水槽內(nèi)水的溫差,對(duì)應(yīng)的第五隸屬度函數(shù)為/5 = β— 5 Μ5)2 5其中a5為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為冷卻水循環(huán)泵電流,對(duì)應(yīng)的第六隸屬度函數(shù)為f6=l/(l+k6(x-a6)b6),其中 a6、b6 和 k6 為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為汽輪機(jī)軸封汽壓,對(duì)應(yīng)的第七隸屬度函數(shù)為f7=(x_a7)/b7 ;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為汽輪機(jī)乏汽出口至乏乏汽聯(lián)箱壓降,對(duì)應(yīng)的第八隸屬度函數(shù)為f8=(x_a8)/b8,其中a8和b8為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為水環(huán)真空泵吸氣壓力,對(duì)應(yīng)的第九隸屬度函數(shù)為f9= (x-a9) /b9,其中a9和b9為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為水環(huán)真空泵電機(jī)電流,對(duì)應(yīng)的第十隸屬度函數(shù)為fl0=l/(l+klO(x-alO)b10),其中 al0、bl0 和 klO 為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為引風(fēng)機(jī)電流,對(duì)應(yīng)的第十一隸屬度函數(shù)為fll=l/(l+kll(x-all)b11),其中 all、bll 和 kll 為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為引風(fēng)機(jī)風(fēng)量,對(duì)應(yīng)的第十二隸屬度函數(shù)為fl2=(x-al2)/bl2,其中al2和bl2為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為噴淋管驅(qū)動(dòng)裝置電流,對(duì)應(yīng)的第十三隸屬度函數(shù)為fl3=l/(l+kl3(x-al3)b13),其中 al3、bl3 和 kl3 為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為循環(huán)水蓄水槽水溫,對(duì)應(yīng)的第十四隸屬度函數(shù)為/14 二 iTW4“-a14)2,其中 a14 和 kl4 為常量。更進(jìn)一步的,所述循環(huán)冷源裝置主體包括引風(fēng)機(jī)1、導(dǎo)流罩2、水分離器3、高效換熱管束5、凝結(jié)水聯(lián)箱8、循環(huán)水再冷器9、V型進(jìn)風(fēng)裝置10、冷卻水循環(huán)泵11、循環(huán)水蓄水槽12、乏汽聯(lián)箱17和噴淋管18 ;所述乏汽聯(lián)箱17與高效換熱管束5的一端連接,高效換熱管束5的另一端與凝結(jié)水聯(lián)箱8連接,在所述高效換熱管束5下方設(shè)置所述循環(huán)水蓄水槽12,所述高效換熱管束5與所述循環(huán)水蓄水槽12之間設(shè)置與循環(huán)水蓄水槽12連接的V型進(jìn)風(fēng)裝置10,所述高效換熱管束5與V型進(jìn)風(fēng)裝置10之間還設(shè)置有與所述V型進(jìn)風(fēng)裝置10連接的循環(huán)水再冷器9 ;所述循環(huán)水蓄水槽12還通過冷卻水循環(huán)泵11與設(shè)置在所述高效換熱管束5上方的噴淋管18連通;在所述噴淋管18上方依次設(shè)置水分離器3、導(dǎo)流罩2和引風(fēng)機(jī)I。更進(jìn)一步的:所述凝結(jié)水聯(lián)箱8還與化學(xué)補(bǔ)充水管路6和凝結(jié)水加熱用蒸汽管路7連接,可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)真空除氧。更進(jìn)一步的,所述循環(huán)水蓄水槽12還依次與水環(huán)真空泵13和前置預(yù)冷器14連接,可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)抽真空且降低設(shè)備功耗。進(jìn)一步的,所述噴淋管18還設(shè)有非連續(xù)噴淋的噴淋管驅(qū)動(dòng)裝置4。本發(fā)明的循環(huán)冷源裝置的真空故障自診斷方法及循環(huán)冷源裝置,是以故障發(fā)生時(shí)的表現(xiàn)為輸入?yún)?shù)、輸出為主要故障源隸屬度的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,然后根據(jù)最大隸屬度確定故障源。因此能實(shí)現(xiàn)真空故障的自診斷。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有如下優(yōu)點(diǎn):旨是對(duì)現(xiàn)有朗肯循環(huán)冷源系統(tǒng)進(jìn)行全面革新,裝置以一體化的理念,將冷源涵蓋的冷凝、冷卻、除氧、抽真空系統(tǒng)融為一體,使用該裝置不僅可提高發(fā)電量而且可降低電站初投資和運(yùn)行費(fèi)用;本發(fā)明的基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的真空故障自診斷方法采用人工智能的方法將裝置運(yùn)行中可能出現(xiàn)的真空故障和故障征兆之間的非常復(fù)雜、非線性、多變、隨機(jī)性的關(guān)系給予處理,模糊邏輯具有模仿人腦邏輯,具有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)性知識(shí)表達(dá)能力,而神經(jīng)元模仿人腦神經(jīng)元功能,具有強(qiáng)大的自學(xué)和數(shù)據(jù)處理功能,模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)綜合二者的優(yōu)點(diǎn),可以快速、準(zhǔn)備的完成裝置真空故障診斷任務(wù)。為裝置的可靠運(yùn)行提供了保障。
圖1為本發(fā)明一種循環(huán)冷源裝置的真空故障自診斷方法的工作流程圖;圖2為本發(fā)明循環(huán)冷源裝置的真空障礙智能診斷控制器的模塊結(jié)構(gòu);圖3為本發(fā)明循環(huán)冷源裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖;圖4為本發(fā)明循環(huán)冷源裝置的一個(gè)實(shí)施例的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一個(gè)詳細(xì)的說明。如圖1所示為本發(fā)明一種循環(huán)冷源裝置的真空故障自診斷方法的工作流程圖,包括:步驟S101,檢測(cè)循環(huán)冷源裝置的真空壓力,如果真空壓力超過預(yù)設(shè)安全閾值,則獲取多個(gè)檢測(cè)參數(shù);步驟S102,將多個(gè)檢測(cè)參數(shù)輸入經(jīng)過訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),得到多個(gè)與循環(huán)冷源裝置的故障源對(duì)應(yīng)的輸出值,其中最大輸出值對(duì)應(yīng)的故障源為診斷故障源。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在閱讀本專利后可以將本發(fā)明的循環(huán)冷源裝置的真空故障自診斷方法應(yīng)用于各種循環(huán)冷源裝置進(jìn)行真空故障檢測(cè)。其中的檢測(cè)參數(shù)及故障源的確定,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以通過有限次實(shí)驗(yàn)獲得。在此給出一種實(shí)施例。在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述循環(huán)冷源裝置為朗肯循環(huán)冷源裝置,所述檢測(cè)參數(shù)包括:汽輪機(jī)排汽真空度、冷卻水循環(huán)泵出口壓力、凝結(jié)水聯(lián)箱內(nèi)凝結(jié)水過冷度、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子脹差、凝結(jié)水聯(lián)箱內(nèi)混合氣體溫度與循環(huán)水蓄水槽內(nèi)水的溫差、冷卻水循環(huán)泵電流、汽輪機(jī)軸封汽壓、汽輪機(jī)乏汽出口至乏乏汽聯(lián)箱壓降、水環(huán)真空泵吸氣壓力、水環(huán)真空泵電機(jī)電流、引風(fēng)機(jī)電流、引風(fēng)機(jī)風(fēng)量、噴淋管驅(qū)動(dòng)裝置電流和/或循環(huán)水蓄水槽水溫,所述故障源包括:循冷卻水循環(huán)泵故障、循環(huán)水量不足、水環(huán)真空泵故障、汽封供汽中斷、系統(tǒng)管路泄漏、高效換熱管束污垢、高效換熱管束泄漏、引風(fēng)機(jī)故障和噴淋管驅(qū)動(dòng)裝置故障。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)需要對(duì)不同的輸入?yún)?shù)設(shè)定對(duì)應(yīng)的隸屬度函數(shù),本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以通過閱讀本專利并經(jīng)過有限次實(shí)驗(yàn)確定其中的隸屬度函數(shù)。在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隸屬度函數(shù)有正態(tài)分布型函數(shù)如f = e-k、x-uf、三角形函數(shù)如f=(x_a)/b、柯西分布函數(shù)如f=l/(l+k(x-a)b),不同的函數(shù)形狀是以滿足控制特性而選擇的,如正態(tài)分布函數(shù)曲線比較陡峭則控制的靈敏度就比較高,柯西分布函數(shù)曲線局部會(huì)陡峭所以在一定范圍內(nèi)靈敏度更好,而三角形函數(shù)則變化趨勢(shì)平緩,相應(yīng)的靈敏度也不是特別高,但有利于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算和學(xué)習(xí)且能保證輸出誤差在允許范圍內(nèi)。包括:當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為汽輪機(jī)排汽真空度,對(duì)應(yīng)的第一隸屬度函數(shù)為/1=2,其中al為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為冷卻水循環(huán)泵出口壓力,對(duì)應(yīng)的第二隸屬度函數(shù)為f2=(x_a2)/b2,其中a2和b2為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為凝結(jié)水聯(lián)箱內(nèi)凝結(jié)水過冷度,對(duì)應(yīng)的第三隸屬度函數(shù)為f3=(x_a3)/b3,其中a3和b3為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子脹差,對(duì)應(yīng)的第四隸屬度函數(shù)為/4= e—M(J:—其
中a4和k4為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為凝結(jié)水聯(lián)箱內(nèi)混合氣體溫度與循環(huán)水蓄水槽內(nèi)水的溫差,對(duì)應(yīng)的第五隸屬度函數(shù)為/5 = β— 5 χ—5其中a5為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為冷卻水循環(huán)泵電流,對(duì)應(yīng)的第六隸屬度函數(shù)為f6=l/(l+k6(x-a6)b6),其中 a6、b6 和 k6 為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為汽輪機(jī)軸封汽壓,對(duì)應(yīng)的第七隸屬度函數(shù)為f7=(x_a7)/b7 ;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為汽輪機(jī)乏汽出口至乏乏汽聯(lián)箱壓降,對(duì)應(yīng)的第八隸屬度函數(shù)為f8=(x_a8)/b8,其中a8和b8為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為水環(huán)真空泵吸氣壓力,對(duì)應(yīng)的第九隸屬度函數(shù)為f9= (x-a9) /b9,其中a9和b9為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為水環(huán)真空泵電機(jī)電流,對(duì)應(yīng)的第十隸屬度函數(shù)為fl0=l/(l+klO(x-alO)b10),其中 al0、bl0 和 klO 為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為引風(fēng)機(jī)電流,對(duì)應(yīng)的第十一隸屬度函數(shù)為fll=l/(l+kll(x-all)b11),其中 all、bll 和 kll 為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為引風(fēng)機(jī)風(fēng)量,對(duì)應(yīng)的第十二隸屬度函數(shù)為fl2=(x-al2)/bl2,其中al2和bl2為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為噴淋管驅(qū)動(dòng)裝置電流,對(duì)應(yīng)的第十三隸屬度函數(shù)為fl3=l/(l+kl3(x-al3)b13),其中 al3、bl3 和 kl3 為常量;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為循環(huán)水蓄水槽水溫,對(duì)應(yīng)的第十四隸屬度函數(shù)為fu = e-mix-auf 其中 al4 和 kl4 為常量。
5如圖2所示為本發(fā)明循環(huán)冷源裝置的真空障礙智能診斷控制器的模塊結(jié)構(gòu)圖,包括:循環(huán)冷源裝置主體21以及與循環(huán)冷源裝置主體21連接的真空障礙智能診斷控制器22,所述真空障礙智能診斷控制器22包括:真空壓力安全檢測(cè)模塊221,用于檢測(cè)循環(huán)冷源裝置的真空壓力,如果真空壓力超過預(yù)設(shè)安全閾值,則獲取多個(gè)檢測(cè)參數(shù);故障源診斷模塊222,用于將多個(gè)檢測(cè)參數(shù)輸入經(jīng)過訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),得到多個(gè)與循環(huán)冷源裝置的故障源對(duì)應(yīng)的輸出值,其中最大輸出值對(duì)應(yīng)的故障源為診斷故障源。如圖3所示為本發(fā)明循環(huán)冷源裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖,包括:引風(fēng)機(jī)1、導(dǎo)流罩2、水分離器3、高效換熱管束5、凝結(jié)水聯(lián)箱8、循環(huán)水再冷器9、V型進(jìn)風(fēng)裝置10、冷卻水循環(huán)泵11、循環(huán)水蓄水槽12、乏汽聯(lián)箱17和噴淋管18 ;所述乏汽聯(lián)箱17與高效換熱管束5的一端連接,高效換熱管束5的另一端與凝結(jié)水聯(lián)箱8連接,在所述高效換熱管束5下方設(shè)置所述循環(huán)水蓄水槽12,所述高效換熱管束5與所述循環(huán)水蓄水槽12之間設(shè)置與循環(huán)水蓄水槽12連接的V型進(jìn)風(fēng)裝置10,所述高效換熱管束5與V型進(jìn)風(fēng)裝置10之間還設(shè)置有與所述V型進(jìn)風(fēng)裝置10連接的循環(huán)水再冷器9 ;所述循環(huán)水蓄水槽12還通過冷卻水循環(huán)泵11與設(shè)置在所述高效換熱管束5上方的噴淋管18連通;在所述噴淋管18上方依次設(shè)置水分離器3、導(dǎo)流罩2和引風(fēng)機(jī)I。
其中,所述凝結(jié)水聯(lián)箱8還與化學(xué)補(bǔ)充水管路6和凝結(jié)水加熱用蒸汽管路7連接。其中,所述循環(huán)水蓄水槽12還依次與水環(huán)真空泵13和前置預(yù)冷器14連接。其中,所述噴淋管18還設(shè)有非連續(xù)噴淋的噴淋管驅(qū)動(dòng)裝置4。對(duì)應(yīng)于上述設(shè)備,檢測(cè)參數(shù)為:汽輪機(jī)排汽真空度、冷卻水循環(huán)泵11出口壓力、凝結(jié)水聯(lián)箱8內(nèi)凝結(jié)水過冷度、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子脹差、凝結(jié)水聯(lián)箱8內(nèi)混合氣體溫度與循環(huán)水蓄水槽12內(nèi)水的溫差、冷卻水循環(huán)泵11電流、汽輪機(jī)軸封汽壓、汽輪機(jī)乏汽出口至乏乏汽聯(lián)箱17壓降、水環(huán)真空泵13吸氣壓力、水環(huán)真空泵13電機(jī)電流、引風(fēng)機(jī)I電流、引風(fēng)機(jī)I風(fēng)量、噴淋管驅(qū)動(dòng)裝置4的電流和循環(huán)水蓄水槽12水溫。故障源為:循冷卻水循環(huán)泵11故障、循環(huán)水量不足、水環(huán)真空泵13、汽封供汽中斷、系統(tǒng)管路泄漏、高效換熱管束5污垢、高效換熱管束5泄漏、引風(fēng)機(jī)I故障和噴淋管驅(qū)動(dòng)裝置4故障。其中,朗肯循環(huán)冷源裝置通過乏汽聯(lián)箱17與裝置外部的汽輪機(jī)排汽連接,朗肯循環(huán)冷源裝置與汽輪機(jī)及其他熱力設(shè)備共同構(gòu)成整個(gè)朗肯循環(huán),由于汽輪機(jī)屬于本裝置外的設(shè)備,因此在本朗肯循環(huán)冷源裝置中圖中未標(biāo)出,同時(shí)故障源中的系統(tǒng)管路泄露,指的是朗肯循環(huán)冷源裝置與及其他熱力設(shè)備共同構(gòu)成整個(gè)朗肯循環(huán)中負(fù)壓系統(tǒng)管路泄露,而汽封供汽中斷指的是汽輪機(jī)的汽封供汽中斷,循環(huán)水量不足則是在循環(huán)水蓄水槽12中的循環(huán)水量不足。由于朗肯循環(huán)冷源裝置的設(shè)置可以有多樣,因此,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以在閱讀本專利的基礎(chǔ)上,針對(duì)不同的朗肯循環(huán)冷源裝置確定不同的檢測(cè)參數(shù)及故障源。作為一個(gè)例子:本實(shí)施例的系統(tǒng)的真空障礙自診斷控制器,通過對(duì)各個(gè)單元的真空度及真空度變化以及相關(guān)的壓力、溫度、電機(jī)電流等參數(shù)進(jìn)行智能分析得出真空障礙的原因,如果是由于管束泄漏引起的,則將采用熱像儀分析定位,并將泄漏的單元體解列進(jìn)行處理,通過閥門調(diào)控保證其余單元的進(jìn)汽量均衡,體系正常運(yùn)行?;诂F(xiàn)有測(cè)漏主要采用壓水、復(fù)膜、燭火、示蹤、超聲波、氦質(zhì)譜檢漏儀,實(shí)際使用中存在受運(yùn)行、環(huán)境影響及測(cè)量范圍寬泛工作量大的缺點(diǎn)。鑒于該具有真空障礙自診斷的朗肯循環(huán)冷源裝置與傳統(tǒng)的表面式冷凝器機(jī)理不同,所以本專利中開發(fā)了基于系統(tǒng)熱力學(xué)特性的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)真空障礙智能診斷系統(tǒng)。本實(shí)施例的真空障礙自診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)是以故障發(fā)生時(shí)的表現(xiàn)為輸入?yún)?shù)、輸出為主要故障源隸屬度的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,然后根據(jù)最大隸屬度確定故障源。輸入?yún)?shù)(故障表現(xiàn)包括)為14個(gè)神經(jīng)元,包括:Si(真空度)、S2(循環(huán)水泵出口壓力)、S3 (凝結(jié)水過冷度)、S4 (轉(zhuǎn)子脹差)、S5 (凝結(jié)水聯(lián)箱混合氣體溫度與循環(huán)水溫差)、S6 (循環(huán)水泵電流)、S7 (軸封汽壓)、S8 (汽輪機(jī)乏汽出口至乏汽聯(lián)箱壓降)、S9 (真空泵吸氣壓力)、Sltl (真空泵電機(jī)電流)、S11 (鼓風(fēng)機(jī)電流)、S12 (鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量)、S13 (淋水驅(qū)動(dòng)裝置電流)和S14 (蓄水池水溫)。故障源為9個(gè)神經(jīng)元,包括=M1 (循環(huán)水泵故障)、M2 (循環(huán)水量不足)、M3 (真空泵故障)、m4 (汽封供汽中斷)、m5 (系統(tǒng)管路泄漏)、m6 (管束污垢)、m7 (換熱管束泄漏)、m8 (鼓風(fēng)機(jī)故障)和M9 (淋水裝置故障)。其中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入示意圖如圖4所示。輸入量(故障表現(xiàn)參數(shù)的實(shí)際測(cè)量值)模糊化隸屬函數(shù)的選擇如表I所示。(由于隸屬度函數(shù)的確定需結(jié)合設(shè)備的特性參數(shù),故這里只給出函數(shù)模型,具體參數(shù)需根據(jù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步具體確定)表I輸入量模糊化及隸屬函數(shù)
權(quán)利要求
1.種朗肯循環(huán)冷源裝置的真空故障自診斷方法,其特征在于,包括: 檢測(cè)朗肯循環(huán)冷源裝置的真空壓力,如果真空壓力超過預(yù)設(shè)安全閾值,則獲取多個(gè)檢測(cè)參數(shù); 將多個(gè)檢測(cè)參數(shù)輸入經(jīng)過訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),得到多個(gè)與朗肯循環(huán)冷源裝置的故障源對(duì)應(yīng)的輸出值,其中最大輸出值對(duì)應(yīng)的故障源為診斷故障源。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的真空故障自診斷方法,其特征在于,所述檢測(cè)參數(shù)包括:汽輪機(jī)排汽真空度、冷卻水循環(huán)泵出口壓力、凝結(jié)水聯(lián)箱內(nèi)凝結(jié)水過冷度、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子脹差、凝結(jié)水聯(lián)箱內(nèi)混合氣體溫度與循環(huán)水蓄水槽內(nèi)水的溫差、冷卻水循環(huán)泵電流、汽輪機(jī)軸封汽壓、汽輪機(jī)乏汽出口至乏乏汽聯(lián)箱壓降、水環(huán)真空泵吸氣壓力、水環(huán)真空泵電機(jī)電流、引風(fēng)機(jī)電流、引風(fēng)機(jī)風(fēng)量、噴淋管驅(qū)動(dòng)裝置電流和/或循環(huán)水蓄水槽水溫,所述故障源包括:循冷卻水循環(huán)泵故障、循環(huán)水量不足、水環(huán)真空泵故障、汽封供汽中斷、系統(tǒng)管路泄漏、高效換熱管束污垢、高效換熱管束泄漏、引風(fēng)機(jī)故障和噴淋管驅(qū)動(dòng)裝置故障。
3.據(jù)權(quán)利要求2所述的真空故障自診斷方法,其特征在于,所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隸屬度函數(shù)包括: 當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為汽輪機(jī)排汽真空度,對(duì)應(yīng)的第一隸屬度函數(shù)為=al為常量; 當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為冷卻水循環(huán)泵出口壓力,對(duì)應(yīng)的第二隸屬度函數(shù)為f2=(x_a2)/b2,其中a2和b2為常量; 當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為凝結(jié)水聯(lián)箱內(nèi)凝結(jié)水過冷度,對(duì)應(yīng)的第三隸屬度函數(shù)為f3=(x_a3)/b3,其中a3和b3為常量; 當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù) 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子脹差,對(duì)應(yīng)的第四隸屬度函數(shù)為/4 = e-Μ( -α4)2,其中a4和k4為常量; 當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為凝結(jié)水聯(lián)箱內(nèi)混合氣體溫度與循環(huán)水蓄水槽內(nèi)水的溫差,對(duì)應(yīng)的第五隸屬度函數(shù)為/5 = e-&,其中a5為常量; 當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為冷卻水循環(huán)泵電流,對(duì)應(yīng)的第六隸屬度函數(shù)為f6=l/(l+k6(x-a6)b6),其中a6、b6和k6為常量; 當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為汽輪機(jī)軸封汽壓,對(duì)應(yīng)的第七隸屬度函數(shù)為f7=(x-a7)/b7 ;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為汽輪機(jī)乏汽出口至乏乏汽聯(lián)箱壓降,對(duì)應(yīng)的第八隸屬度函數(shù)為f8=(x_a8)/b8,其中a8和b8為常量; 當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為水環(huán)真空泵吸氣壓力,對(duì)應(yīng)的第九隸屬度函數(shù)為f9=(x-a9)/b9,其中a9和b9為常量; 當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為水環(huán)真空泵電機(jī)電流,對(duì)應(yīng)的第十隸屬度函數(shù)為HO=I/(l+klO(x-alO)b10),其中 alO、blO 和 klO 為常量; 當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為引風(fēng)機(jī)電流,對(duì)應(yīng)的第i^一隸屬度函數(shù)為fll=l/(l+kll(x-all)b11),其中all、bll和kll為常量; 當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為引風(fēng)機(jī)風(fēng)量,對(duì)應(yīng)的第十二隸屬度函數(shù)為fl2=(x-al2)/bl2,其中al2和bl2為常量; 當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為噴淋管驅(qū)動(dòng)裝置電流,對(duì)應(yīng)的第十三隸屬度函數(shù)為fl3=l/(l+kl3(x-al3)b13),其中 al3、bl3 和 kl3 為常量; 當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為循環(huán)水蓄水槽水溫,對(duì)應(yīng)的第十四隸屬度函數(shù)為/14 = ΓΗ4( -al4)2,其中al4和kl4為常量。
4.種具有真空故障自診斷功能的朗肯循環(huán)冷源裝置,其特征在于,包括:循環(huán)冷源裝置主體以及與循環(huán)冷源裝置主體連接的真空障礙智能診斷控制器,所述真空障礙智能診斷控制器包括: 真空壓力安全檢測(cè)模塊,用于檢測(cè)循環(huán)冷源裝置的真空壓力,如果真空壓力超過預(yù)設(shè)安全閾值,則獲取多個(gè)檢測(cè)參數(shù); 故障源診斷模塊,用于將多個(gè)檢測(cè)參數(shù)輸入經(jīng)過訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),得到多個(gè)與循環(huán)冷源裝置的故障源對(duì)應(yīng)的輸出值,其中最大輸出值對(duì)應(yīng)的故障源為診斷故障源。
5.據(jù)權(quán)利要求4所述的具有真空故障自診斷功能的朗肯循環(huán)冷源裝置,其特征在于,所述檢測(cè)參數(shù)包括:汽輪機(jī)排汽真空度、冷卻水循環(huán)泵出口壓力、凝結(jié)水聯(lián)箱內(nèi)凝結(jié)水過冷度、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子脹差、凝結(jié)水聯(lián)箱內(nèi)混合氣體溫度與循環(huán)水蓄水槽內(nèi)水的溫差、冷卻水循環(huán)泵電流、汽輪機(jī)軸封汽壓、汽輪機(jī)乏汽出口至乏乏汽聯(lián)箱壓降、水環(huán)真空泵吸氣壓力、水環(huán)真空泵電機(jī)電流、引風(fēng)機(jī)電流、引風(fēng)機(jī)風(fēng)量、噴淋管驅(qū)動(dòng)裝置電流和/或循環(huán)水蓄水槽水溫,所述故障源包括:循冷卻水循環(huán)泵故障、循環(huán)水量不足、水環(huán)真空泵故障、汽封供汽中斷、系統(tǒng)管路泄漏、高效換熱管束污垢、高效換熱管束泄漏、引風(fēng)機(jī)故障和噴淋管驅(qū)動(dòng)裝置故障。
6.據(jù)權(quán)利要求5所述的具有真空故障自診斷功能的朗肯循環(huán)冷源裝置,其特征在于,所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隸屬度函數(shù)包括: 當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為汽輪機(jī)排汽真空度,對(duì)應(yīng)的第一隸屬度函數(shù)為/i=e—t(x—al)25其中al為常量; 當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為冷卻水循環(huán)泵出口壓力,對(duì)應(yīng)的第二隸屬度函數(shù)為f2=(x_a2)/b2,其中a2和b2為常量; 當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為凝結(jié)水聯(lián)箱內(nèi)凝結(jié)水過冷度,對(duì)應(yīng)的第三隸屬度函數(shù)為f3=(x_a3)/b3,其中a3和b3為常量; 當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子脹差,對(duì)應(yīng)的第四隸屬度函數(shù)為/4 = e-M(w4)2,其中a4和k4為常量; 當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為凝結(jié)水聯(lián)箱內(nèi)混合氣體溫度與循環(huán)水蓄水槽內(nèi)水的溫差,對(duì)應(yīng)的第五隸屬度函數(shù)為/5 =,其中a5為常量; 當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為冷卻水循環(huán)泵電流,對(duì)應(yīng)的第六隸屬度函數(shù)為f6=l/(l+k6(x-a6)b6),其中a6、b6和k6為常量; 當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為汽輪機(jī)軸封汽壓,對(duì)應(yīng)的第七隸屬度函數(shù)為f7=(x-a7)/b7 ;當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為汽輪機(jī)乏汽出口至乏乏汽聯(lián)箱壓降,對(duì)應(yīng)的第八隸屬度函數(shù)為f8=(x_a8)/b8,其中a8和b8為常量; 當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為水環(huán)真空泵吸氣壓力,對(duì)應(yīng)的第九隸屬度函數(shù)為f9=(x-a9)/b9,其中a9和b9為常量; 當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為水環(huán)真空泵電機(jī)電流,對(duì)應(yīng)的第十隸屬度函數(shù)為HO=I/(l+klO(x-alO)b10),其中 alO、blO 和 klO 為常量; 當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為引風(fēng)機(jī)電流,對(duì)應(yīng)的第i^一隸屬度函數(shù)為fll=l/(l+kll(x-all)b11),其中all、bll和kll為常量; 當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為引風(fēng)機(jī)風(fēng)量,對(duì)應(yīng)的第十二隸屬度函數(shù)為fl2=(x-al2)/bl2,其中al2和bl2為常量; 當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為噴淋管驅(qū)動(dòng)裝置電流,對(duì)應(yīng)的第十三隸屬度函數(shù)為Π3=1/(l+kl3(x-al3)b13),其中 al3、bl3 和 kl3 為常量; 當(dāng)輸入的檢測(cè)參數(shù)為循環(huán)水蓄水槽水溫,對(duì)應(yīng)的第十四隸屬度函數(shù)為/i4 = e-H4(v-,其中al4和kl4為常量。
7.據(jù)權(quán)利要求5所述的具有真空故障自診斷功能的朗肯循環(huán)冷源裝置,其特征在于,所述循環(huán)冷源裝置主體包括引風(fēng)機(jī)(I)、導(dǎo)流罩(2)、水分離器(3)、高效換熱管束(5)、凝結(jié)水聯(lián)箱(8)、循環(huán)水再冷器(9)、V型進(jìn)風(fēng)裝置(10)、冷卻水循環(huán)泵(11)、循環(huán)水蓄水槽(12)、乏汽聯(lián)箱(17)和噴淋管(18); 所述乏汽聯(lián)箱(17)與高效換熱管束(5)的一端連接,高效換熱管束(5)的另一端與凝結(jié)水聯(lián)箱(8 )連接,在所述高效換熱管束(5 )下方設(shè)置所述循環(huán)水蓄水槽(12),所述高效換熱管束(5)與所述循環(huán)水蓄水槽(12)之間設(shè)置與循環(huán)水蓄水槽(12)連接的V型進(jìn)風(fēng)裝置(10),所述高效換熱管束(5)與V型進(jìn)風(fēng)裝置(10)之間還設(shè)置有與所述V型進(jìn)風(fēng)裝置(10)連接的循環(huán)水再冷器(9);所述循環(huán)水蓄水槽(12)還通過冷卻水循環(huán)泵(11)與設(shè)置在所述高效換熱管束(5)上方的噴淋管(18)連通;在所述噴淋管(18)上方依次設(shè)置水分離器(3)、導(dǎo)流罩(2)和引風(fēng)機(jī)(I)。
8.據(jù)權(quán)利要求7所述的具有真空故障自診斷功能的朗肯循環(huán)冷源裝置,其特征在于, 所述凝結(jié)水聯(lián)箱(8)還與化學(xué)補(bǔ)充水管路(6)和凝結(jié)水加熱用蒸汽管路(7)連接。
9.據(jù)權(quán)利要求7所述的具有真空故障自診斷功能的朗肯循環(huán)冷源裝置,其特征在于,所述循環(huán)水蓄水槽(12)還依次與水環(huán)真空泵(13)和前置預(yù)冷器(14)連接。
10.據(jù)權(quán)利要求7所述的具有真空故障自診斷功 能的朗肯循環(huán)冷源裝置,其特征在于,所述噴淋管(18)還設(shè)有非連續(xù)噴淋的噴淋管驅(qū)動(dòng)裝置(4)。
全文摘要
本發(fā)明涉及朗肯循環(huán)冷源裝置故障檢測(cè)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種朗肯循環(huán)冷源裝置及其真空故障自診斷方法,該裝置實(shí)現(xiàn)了冷凝、冷卻、除氧、抽真空一體化,簡化了熱力系統(tǒng),降低工程造價(jià);裝置的真空故障自診斷方法,包括檢測(cè)循環(huán)冷源裝置的真空壓力,如果真空壓力超過預(yù)設(shè)安全閾值,則獲取多個(gè)檢測(cè)參數(shù);將多個(gè)檢測(cè)參數(shù)輸入經(jīng)過訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),得到多個(gè)與循環(huán)冷源裝置的故障源對(duì)應(yīng)的輸出值,其中最大輸出值對(duì)應(yīng)的故障源為診斷故障源。本發(fā)明的循環(huán)冷源裝置的真空故障自診斷方法及循環(huán)冷源裝置,是以故障發(fā)生時(shí)的表現(xiàn)為輸入?yún)?shù)、輸出為主要故障源隸屬度的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,然后根據(jù)最大隸屬度確定故障源。因此能實(shí)現(xiàn)真空故障的自診斷。
文檔編號(hào)G01M99/00GK103091123SQ20131000782
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月9日
發(fā)明者徐曉麗, 陳恩鑒 申請(qǐng)人:北京世紀(jì)源博科技股份有限公司