1.本发明属于余热发电系统智能控制技术领域，具体涉及一种用于余热发电系统故障诊断分析定位的方法。
背景技术：2.传统能源利用引起的环境污染与破坏问题日益严峻,低温余热发电系统回收利用低品位热能这项技术也备受关注,在避免能源浪费同时,又利于环境保护。随着对控制品质和性能要求的不断提高,低温余热发电系统变得异常复杂,故障时有发生,给故障诊断工作带来严峻的挑战,如何有效的诊断故障是当前面临的难题之一。
3.现有余热发电系统中缺乏依据采集的故障相关参数对故障进行预先判断、分析，以指出其潜在故障风险的手段，无法提前提示操作人员及运行维护人员作出有针对性的预防措施。因此，目前的余热发电系统无法在相关设备或仪器仪表检测参数在预设周期类发生劣化趋势时，发出故障预警并提出相应的原因分析及故障处理建议，影响余热发电系统运行的稳定性。
技术实现要素：4.为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供一种用于余热发电系统故障诊断分析定位的方法，用于解决现有技术中对应大规模传感器网络数据采集延迟性较长和部分传感器节点转发大量数据能耗过大的技术问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
6.所述的一种用于余热发电系统故障诊断分析定位的方法，包括在dcs系统中进行相应的控制逻辑组态，对故障相关参数进行联系并处理，在预设的连续的若干个判断周期内，故障相关参数达到设定的极限值时触发故障报警，所述控制逻辑组态的方法包括：步骤1、分析周期的设定与判断，设定分析周期时长和基准计时参数，基准计时参数进行时间累计，当基准计时参数不小于分析周期时长时清零重新计时，并发出计时复位的信号；步骤2、分析参数的处理，分析参数即对应的故障相关参数，各分析参数在正常值范围内累积处理直至计时复位时清零并在复位后进行下个周期的分析参数的累积处理，将单周期内分析参数的累积量按故障分析判断条件进行比较处理并将判断结果输出到单周期处理状态；步骤3、故障判断的处理，通过单周期处理状态在若干个分析周期内的取值变化对相应的计算周期结果进行赋值，并通过将自当前计算周期起若干个计算周期结果的和与设定值比较，判断输出故障诊断信号的结果；步骤4、故障判断输出及显示，在机组已并网运行的条件下，根据故障诊断信号的结果输出故障信号并进行相应的故障处理。
7.优选的，所述步骤1中分析周期的设定与判断的具体操作方式为，通过“paa”设定基准计时参数，通过累积模块进行时间累计，再换算成“已进行计时时长”。通过“pab”设定单个分析周期时长。当“已进行计时时长”≥“计时时长设定”值时，将“已进行计时时长”清零，重新计算“已进行计时时长”，同时发出“计时复位a”状态，用于单周期状态分析判断。
8.优选的，所述步骤2中对任一分析参数在正常值时，在“计时复位a”信号为“1”时通过累积模块进行流量累积处理，换算成每小时累计量，在“计时复位a”信号为“1”时将单周期内参数1的累计量信号清零，在“计时复位a”信号为“0”时进行下一个周期的流量累积分析处理，对各个分析参数同步进行累积量处理。
9.优选的，所述步骤2中将单周期内分析参数的累积量按故障分析判断条件进行比较处理，判断结果经过延时处理输出至单周期处理状态通道再进行下一个设定周期的处理，程序延时中设置为1个扫描周期，防止误动。
10.优选的，所述步骤3中的1个分析周期内有下列情况：
11.(1)当单周期处理状态在1个分析周期内为“0”，通过选择模块将“0”写入“当前计算周期结果”通道中，同时写入选择模块的pv1通道；
12.(2)当单周期处理状态在1个分析周期内一直为“1”时，通过选择模块将“1”写入“当前计算周期结果”通道中，同时写入选择模块的pv1通道；
13.(3)当单周期处理状态在1个分析周期内消失，通过选择模块将“0”写入“当前计算周期结果”通道中，同时写入选择模块(swch1)的pv1通道；
14.基于上述的前两种情况，当单周期处理状态持续存在，则在此后相应的“计时复位a”状态为1时，依次将分析判断结果输出至后续的计算周期结果中，直至出现上述的第三种情况；
15.自当前计算周期起若干个计算周期结果均为1，根据故障诊断条件，通过比较模块对各个计算周期结果累加后依据判断条件判断输出相应的故障信号。
16.优选的，所述故障包括锅炉受热面泄露、锅炉受热面积灰严重、锅炉省煤器管路泄漏、锅炉省煤器出口沸腾、汽机瓦振大、径向轴承润滑不足、汽机推力瓦润滑不足、汽水系统发生泄漏、凝汽器汽侧泄漏、凝汽器水侧泄露、汽轮机冷油器冷却效果下降和凝汽器换热效果降低。
17.优选的，所述故障处理包括在操作站上弹出故障诊断信息并闪烁，同时发出语音报警，在上位机画面上点击故障诊断信息能弹出处理建议悬挂窗口，显示相关处理措施，点击该处理措施面板上的“测点检查清单”，能弹出提示需要检查的测点信息。
18.本发明的优点在于：在余热发电日常操作及故障发生后分析处理经验积累相结合的基础上，对发电运行数据的变化进行必要的处理和分析判断，通过将采集的分析参数进行周期化累积和比较判断，能在相关设备或仪器仪表检测参数在预设周期类发生劣化趋势时，发出故障预警并提出相应的原因分析及故障处理方法，提醒运行维护人员及时检查排除故障隐患，起到稳定运行的作用。
19.本方法针对余热发电系统常见的故障，针对性设置了相应的故障分析判断条件，并确定了故障相关的分析参数和处理建议，因此能对故障进行预测和诊断，并提供相应的故障处理建议以提示维护人员进行相应的分析与处理。维护人员可参考该信息进行快速分析处理，减缓或解决故障发生的可能性。
附图说明
20.图1为本发明进行分析周期的设定与判断采用的控制逻辑组态的示意图。
21.图2为本发明进行分析参数的处理采用的控制逻辑组态的示意图。
22.图3为本发明进行故障判断的处理采用的控制逻辑组态的示意图。
23.图4为本发明进行故障判断输出及显示采用的控制逻辑组态的示意图。
具体实施方式
24.下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
25.如图1
‑
4所示，本发明提供一种用于余热发电系统故障诊断分析定位的方法，包括在dcs系统中进行相应的控制逻辑组态，对故障相关参数进行联系并处理，在预设的连续的若干个判断周期内，故障相关参数达到设定的极限值时触发故障报警，所述控制逻辑组态的方法包括：分析周期的设定与判断，设定分析周期时长和基准计时参数，基准计时参数进行时间累计，当基准计时参数不小于分析周期时长时清零重新计时，并发出计时复位的信号；分析参数的处理，分析参数即对应的故障相关参数，各分析参数在正常值范围内累积处理直至计时复位时清零并在复位后进行下个周期的分析参数的累积处理，将单周期内分析参数的累积量按故障分析判断条件进行比较处理并将判断结果输出到单周期处理状态；故障判断的处理，通过单周期处理状态在若干个分析周期内的取值变化对相应的计算周期结果进行赋值，并通过将自当前计算周期起若干个计算周期结果的和与设定值比较，判断输出故障诊断信号的结果；故障判断输出及显示，在机组已并网运行的条件下，根据故障诊断信号的结果输出故障信号并进行相应的故障处理。
26.所述故障处理包括在操作站上弹出故障诊断信息并闪烁，同时发出语音报警，在上位机画面上点击故障诊断信息能弹出处理建议悬挂窗口，显示相关处理措施，点击该处理措施面板上的“测点检查清单”，能弹出提示需要检查的测点信息。
27.所述故障包括锅炉受热面泄露、锅炉受热面积灰严重、锅炉省煤器管路泄漏、锅炉省煤器出口沸腾、汽机瓦振大、径向轴承润滑不足、汽机推力瓦润滑不足、汽水系统发生泄漏、凝汽器汽侧泄漏、凝汽器水侧泄露、汽轮机冷油器冷却效果下降和凝汽器换热效果降低。上述故障产生的基本原理、故障相关参数和相应故障分析判断条件如下：
28.1.锅炉受热面泄漏诊断的基本原理为工质平衡原理。当锅炉水位平稳的时候，进入锅炉的给水流量与流出锅炉的主蒸汽流量相平衡，只有少量偏差。因此，在排除排污的下，锅炉蒸汽流量与给水流量有较大偏差的时候可以断定锅炉管路发生了泄漏。相应的故障分析判断条件设置：蒸汽流量/给水流量<x，每个周期yh时间，连续两个判断周期。对应的处理建议有：检查测点、检查锅炉手动排污阀是否关严、检查锅炉事故放水阀是否关严、检查锅炉蒸汽管路是否泄漏、检查锅炉受热面是否泄漏等，其中测点包括锅炉主蒸汽流量、给水流量。
29.2.锅炉受热面积灰严重当锅炉在一定负荷下的锅炉效率偏离设计值较大时，则可以判断锅炉受热面积灰严重。锅炉效率降低可以通过换热系数降低和能量平衡得出。相应的故障分析判断条件设置：处理值/设计值<a，计算周期x小时，连续y个周期，设计值根据设计院资料确定。对应的处理建议有：检查测点，测点包括锅炉入口烟气温度、锅炉出口烟气温度、锅炉蒸汽流量、锅炉给水流量。
30.3.锅炉省煤器管路泄漏的基本原理是工质平衡原理。当锅炉水位平稳的时候，流
入省煤器的给水流量与流出锅炉省煤器的给水流量相平衡，只有少量偏差。当流入省煤器的给水流量与流出省煤器的给水流量存在较大偏差的时候，则可能发生了省煤器管路泄漏。相应的故障分析判断条件设置：窑头锅炉给水流量、窑尾锅炉给水流量、闪蒸器蒸汽流量三组之和与凝结水流量之比小于x％。对应的处理建议有：检查测点、检查省煤器疏水阀及排汽阀是否关严、检查省煤器管路是否泄漏等，其中测点包括窑头锅炉给水流量、窑尾锅炉给水流量、闪蒸器蒸汽流量、凝结水流量。
31.4.锅炉省煤器出口沸腾的基本原理是，当省煤器出口温度达到当前给水压力对应下饱和温度t℃的某个限值时，时则认为省煤器出口可能会沸腾。相应的故障分析判断条件设置：管路压损和压头损失修正后，省煤器出口温度达到当前给水压力xmpa对应的下饱和温度t℃的某个限值t
‑
x℃。对应的处理建议有：检查测点、检查锅炉给水泵出口给水压力是否过低、省煤器温度设定值是否过高等，其中测点包括检查锅炉给水泵出口给水压力、省煤器出口水温度。
32.5.汽机瓦振大诊断原理是，通过计算瓦振超标的时间以及出现该现象的时间并参考瓦振是否超出报警值实现瓦振是否超标的判断依据，为瓦振的发展趋势做出预警。相应的故障分析判断条件设置：计算瓦振超标xμm的时间t1min以及出现该现象的时间t2s，参考瓦振是否超出报警值yμm进行瓦振是否超标的判断。对应的处理建议有：检查测点、检查瓦是否松动、瓦间隙是否正常、瓦轴承底座是否有间隙、瓦处联轴器连接是否松动、瓦处润滑油回油温度是否过高、瓦处润滑油回油油量是否不足、轴瓦间隙是否不合理、汽机轴系质量是否不平衡、汽机热膨胀是否过大、汽机润滑油油质是否变差、瓦轴瓦加工是否不良、汽机是否轴系存在轴弯曲等，其中测点包括瓦振测点。
33.6.径向轴承润滑不足诊断原理是，当径向瓦温度和径向回油温度之差小于某设定值或持续缩小，且径向轴瓦振动不超标，则判断该轴瓦润滑效果降低。相应的故障分析判断条件设置：径向瓦温度和径向回油温度之差小于某设定值t℃或持续缩小，且径向轴瓦振动不超过限值xum。对应的处理建议有：检查测点、检查径向瓦油量、润滑油进口油温度、润滑油出口油温度、润滑油油质等，其中测点包括径向瓦温度、径向回油温度。
34.7.汽机推力瓦润滑不足诊断原理是，推力瓦温度整体持续升高，正推力瓦回油温度与推力瓦温度平均值的温差持续降低。相应的故障分析判断条件设置：m分钟推力瓦温度平均值升高t1℃且正推力瓦回油温度与推力瓦温度平均值的温差小于t2℃，负荷高于pmw。对应的处理建议有：检查测点、检查推力瓦进油油量、润滑油进口油温度、润滑油出口油温度、检查润滑油油质，其中测点包括推力瓦温度，正推力瓦回油温度。
35.8.汽水系统发生泄漏判断的基本原理是，工质平衡原理。当锅炉水位平稳的时候，进入锅炉的给水流量与流出锅炉的主蒸汽流量相平衡，只有少量偏差。因此，在排除排污的影响下，锅炉蒸汽流量与给水流量有较大偏差的时候，可以断定汽水系统发生了泄漏。相应的故障分析判断条件设置：(修正后蒸汽流量)/冷凝水流量<x，每个计算周期t小时，连续n个判断周期。对应的处理建议有：检查测点、检查锅炉手动排污阀是否关严、锅炉事故放水阀是否关严、省煤器疏水阀是否关严、省煤器排气阀是否关严、检查锅炉受热面是否泄漏等，其中测点包括窑头锅炉受热面泄漏、窑尾锅炉受热面泄漏、省煤器管路泄漏所要检查的测点、锅炉主蒸汽流量、锅炉给水流量、闪蒸器蒸汽流量、凝结水流量等。
36.9.凝汽器汽侧泄漏判断的基本原理是，凝汽器端差增大且凝汽器真空度压力增
大。相应的故障分析判断条件设置：凝汽器端差t小时内增大t℃)且凝汽器真空度压力t小时内增大xkpa)。对应的处理建议有：检查射水泵是否存在故障、凝汽器是否存在漏气、凝汽器冷却水量是否不足等。
37.10.凝汽器水侧泄露判断的基本原理是，凝结水温度与冷却水水温偏差减小或凝结水温度与冷却水水温偏差达低限(设置：t1℃/h)或凝结水温度达到低限值(设置：t2℃)。相应的故障分析判断条件设置：凝结水温度与冷却水水温偏差减小或凝结水温度与冷却水水温偏差达低限t1℃/h或凝结水温度达到低限值t2℃。对应的处理建议有：检查测点、检查补水量是否正常(排除排污)、检查冷却水流量是否过大等，其中测点包括凝结水温度、冷却水温度。
38.11.汽轮机冷油器冷却效果下降判断的基本原理是，润滑油入口温度与润滑油出口温度之差持续降低，润滑油入口温度与润滑油出口温度之差低于低值，润滑油出口温度达到高限值。相应的故障分析判断条件设置：润滑油入口温度与润滑油出口温度之差低于设置的低值，润滑油出口温度达到设置的高限值。对应的处理建议有：检查测点、润滑油冷却器冷却水量不足、润滑油冷却器水管污染严重、润滑油冷却器入口水温过高、润滑油入口温度升高等，其中测点包括润滑油入口温度、润滑油出口温度。
39.12.凝汽器换热效果降低判断的基本原理是，冷却水温升降低到低限值、清洁系数降低到低限值则判断汽机凝汽器换热效果降低。相应的故障分析判断条件设置：冷却水温升降低到低限值t℃、清洁系数降低到低限值x。对应的处理建议有：检查测点、检查冷凝器玷污是否严重、检查循环水温度是否升高、检查循环冷却水量是否过多、检查冷却水水室是否窜水等，其中测点包括凝汽器冷却水出口温度、凝汽器冷却水入口温度、凝汽器水流量(计算值)凝汽器真空度压力。
40.下面举例说明对故障进行控制逻辑组态、故障相关参数处理、分析及输出故障报警信息的具体步骤。以故障“1#ph锅炉受热面泄漏”为例，具体步骤如下。
41.步骤1.分析周期的设定与判断。
42.如图1所示，通过“paa”设定基准计时参数，通过累积模块(acce)进行时间累计，再换算成“已进行计时时长”。
43.通过“pab”设定单个分析周期时长。
44.当“已进行计时时长”≥“计时时长设定”值时，将“已进行计时时长”清零，重新计算“已进行计时时长”，同时发出“计时复位a”状态，用于单周期状态分析判断。
45.步骤2.分析周期的设定与判断。
46.如图2所示，分析参数1(如：1#ph锅炉给水流量)在正常值时(程序中进行小信号切除，选择判断处理)，在“计时复位a”信号为“1”时通过累积模块(acce)进行流量累积处理，换算成每小时累计量，在“计时复位a”信号为“1”时将单周期内参数1的累计量信号清零。在“计时复位a”信号为“0”时进行下一个周期的流量累积分析处理。
47.分析参数2(如：1#ph锅炉主蒸汽流量)的累积处理方式与参数1相同。
48.参数1与参数2同步进行累积量处理。
49.将单周期内分析参数的累积量按故障分析判断条件进行比较处理(如：单周期内参数2小于参数1的0.9倍)，判断结果经过延时处理(程序中设置为1个扫描周期，防止误动)输出至单周期处理状态通道(如：1#ph锅炉受热面泄漏a),再进行下一个设定周期的处理
(如：设置2个周期)。
50.步骤3.故障判断的处理。
51.如图3所示，1个分析周期内有下列情况：(1)当单周期处理状态(如：pdi01“1#ph锅炉受热面泄漏a”)在1个分析周期内为“0”，通过选择模块(swchnow)将“0”写入“当前计算周期结果”通道中(pronow)，同时写入选择模块(swch1)的pv1通道。
52.(2)当单周期处理状态(如：pdi01“1#ph锅炉受热面泄漏a”)在1个分析周期内一直为“1”时，通过选择模块(swchnow)将“1”写入“当前计算周期结果”通道中(pronow)，同时写入选择模块(swch1)的pv1通道。
53.(3)当单周期处理状态(如：pdi01“1#ph锅炉受热面泄漏a”)在1个分析周期内消失，通过选择模块(swchnow)将“0”写入“当前计算周期结果”通道中(pronow)，同时写入选择模块(swch1)的pv1通道。
54.基于上述的前两种情况，当单周期处理状态(如：pdi01“1#ph锅炉受热面泄漏a”)持续存在，则在此后相应的“计时复位a”状态为1时，依次将分析判断结果输出至“n
‑
1计算周期结果”、“n
‑
2计算周期结果”、“n
‑
3计算周期结果”等后续的计算周期结果中，直至出现上述的第三种情况。
55.例如：当单周期处理状态在此后第2个周期内持续为“1”，“计时复位a”状态为1时，选择模块(swch1)即将“1”输出至“n
‑
1计算周期结果”通道中(pro01)。若单周期处理状态在此后的周期内没有改变，仍未“1”，则继续依次将“1”写入后续的“n
‑
2计算周期结果”、“n
‑
3计算周期结果”等计算周期结果。
56.由于“1#ph锅炉受热面泄漏”的判断条件“当前计算周期结果”(pai01)、“n
‑
1计算周期结果”(pai02)和“n
‑
2计算周期结果”(pai03)的计数结果均为1，根据故障诊断条件，通过比较模块对各个计算周期结果累加后依据判断条件(cmp1，判断条件≥2)判断输出“1#ph锅炉受热面泄漏”故障信号。这里累加的计算周期结果可以根据实际情况和需要进行增减，可以只取“当前计算周期结果”(pai01)和“n
‑
1计算周期结果”(pai02)，也可以进一步增加数量，再取“n
‑
3计算周期结果”(pai04)等计算周期结果。
57.步骤4.故障判断输出及显示
58.如图4所示，在机组已并网运行的条件下，如果相应的故障分析诊断信号为“1”时，则输出故障信号，并实现在操作画面上进行报警、闪烁等相关处理。
59.上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的发明构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明保护范围之内。
