建立采暖炉汽水冲击故障诊断系统的可行性分析
- 格式:doc
- 大小:31.50 KB
- 文档页数:3
锅炉qc目标可行性分析怎么写锅炉的QC(质量控制)目标可行性分析是评估设备质量控制目标达成的可行性和效果。
以下是一个关于锅炉QC目标可行性分析的示范,希望对您有所帮助。
一、引言锅炉在工业生产中扮演着重要的角色,其质量对生产线的正常运行和产品质量的保障起着至关重要的作用。
因此,制定合理控制质量目标至关重要。
本文将对锅炉QC目标的可行性进行分析,以确保生产线的顺利进行和产品质量的稳定。
二、方法1. 收集数据:收集与锅炉质量有关的数据,包括历史质量数据、产品缺陷率、质量测试标准等。
2. 目标制定:根据收集的数据,明确锅炉质量控制的目标,例如减少产品缺陷率,提高质量测试合格率等。
3. 目标分解:将整体目标分解为具体的工作任务,例如改进生产工艺、加强员工培训等。
4. 实施措施:制定实施计划,明确责任人和时间节点,以确保目标的有效实施。
5. 监控和调整:建立监控机制,对锅炉质量进行定期检查和评估,并根据结果进行调整和改进。
三、可行性分析1. 数据支持:通过收集数据,可以对现有的质量问题进行定量化和具体化,为制定目标和措施提供依据。
2. 技术可行性:通过改进生产工艺、采用新的设备和技术,可以有效提高锅炉的质量,减少产品缺陷等问题。
3. 经济可行性:质量控制需要一定的投资和人力成本,但通过减少产品损失和退货率等,可以降低质量成本,提高经济效益。
4. 管理可行性:通过建立健全的管理体系和流程,强化员工培训和质量意识,可以有效提高锅炉QC目标的实施效果。
四、效果评价1. 目标实现程度评估:通过比较目标制定时的数据和实施后的数据,评估目标的实际达成程度。
2. 质量水平评价:通过对产品质量进行抽样检测和评估,评价质量控制目标的效果。
3. 经济效益评估:通过对质量成本和产品损失等进行评估,分析质量控制目标对经济效益的影响。
4. 用户满意度评价:通过调查用户对产品质量的满意度,评估质量控制目标对用户满意度的影响。
五、结论在锅炉QC目标可行性分析中,通过数据支持、技术可行性、经济可行性和管理可行性的评估,可以确保目标的可行性和有效性。
锅炉汽包水位测量保护系统问题分析及改进措施蒋健;孙长生;王蕙;丁俊宏【摘要】汽包水位是表征锅炉安全运行的重要参数,由于配置、安装、运行及维护不当的原因,导致汽包水位测量系统存在测量值与实际值不符的情况,不同表计间显示偏差大,保护信号取样不合理现象一直存在,是机组安全稳定运行的隐患.对浙江省火电厂汽包水位测量、水位保护投入状况进行深入现场调查,总结和分析了问题产生的原因,探讨并提出了消除这些问题的技术改进措施.【期刊名称】《浙江电力》【年(卷),期】2011(030)001【总页数】5页(P31-35)【关键词】火电厂;汽包水位;偏差分析;技术措施【作者】蒋健;孙长生;王蕙;丁俊宏【作者单位】浙江省电力试验研究院,杭州,310014;浙江省电力试验研究院,杭州,310014;浙江省电力试验研究院,杭州,310014;浙江省电力试验研究院,杭州,310014【正文语种】中文【中图分类】TK316汽包水位是表征锅炉安全运行的重要参数,水位测量值与实际值的偏差问题,是一直困扰火电机组热工测量与安全经济运行的难题。
通过对浙江省主力发电厂进行的水位测量问题专题调查,对一些汽包取样装置的安装位置进行标高核对,利用检修机会进入一些汽包内部检查汽包水位运行水迹线,进行汽包水位燃烧调整试验,并对省外一些发电厂进行了调研,在此基础上,提出了提高汽包水位测量系统运行可靠性的改进意见,以供参考。
1 存在的主要问题1.1 模拟量信号测量目前浙江省400 t/h及以上汽包炉共有57台,汽包水位模拟量测量的配置和控制、保护信号的提取方式,基本满足机组安全运行的需要,但运行中存在以下主要问题:(1)测量显示偏差。
不同变送器的显示值不一致,两侧显示偏差高的达100 mm,即使是同侧偏差,有时也高达几十毫米,且随着机组负荷变化而不同,很难找出变化规律。
(2)逻辑故障判断功能不完善。
部份机组不具备《防止电力生产重大事故的二十五项要求》中要求的汽包水位信号故障后的逻辑判断自动转换功能及水位和补偿用的汽包压力信号坏信号判别功能。
锅炉给水系统故障分析及防范措施概述锅炉给水系统是锅炉运行的重要组成部分,其主要功能是将水送入锅炉内做为锅炉工作所需的水源。
在锅炉运行过程中,给水系统可能发生故障,导致锅炉无法正常运行。
本文将对常见的锅炉给水系统故障进行分析,并提出相应的防范措施。
常见故障分析与解决方案1. 给水泵不能启动分析若锅炉给水系统中的给水泵不能启动,首先需要检查给水泵电源是否正常,若电源正常,则需要进一步检查泵轴是否卡死或扭曲。
如果泵轴发现问题,需要将泵拆卸,进行维修或更换。
解决方案1.检查给水泵电源;2.确认泵轴是否存在问题;3.若泵轴有问题,需要进行更换。
2. 给水泵运行不稳定分析如果给水泵在运行过程中不稳定,可能是由于泵的进水管道与泵水的质量有关,或者是泵的零件出现了问题。
需要逐一排查这些问题,确保给水泵在运行中稳定。
解决方案1.清除进水管道的堵塞;2.检查泵的各个零件是否出现故障;3.若仍然无法解决问题,需要更换泵。
3. 给水阀门无法打开或关闭分析如果给水阀门无法打开或关闭,可能是阀门芯出现了故障,或者是阀门内部出现了堵塞。
需要拆卸阀门进行检查,确定故障点并进行修理或更换。
解决方案1.拆卸阀门;2.检查阀门芯是否出现故障;3.清理阀门内部堵塞物;4.若问题无法解决,需要更换阀门。
4. 给水水位计工作异常分析如果给水水位计工作异常,可能是由于它受到了某种干扰或损坏,如果计算机控制系统也有问题,则可能导致系统无法正常输出水位计数据。
需要对给水水位计进行检查并排除故障。
解决方案1.检查给水水位计的电源是否正常;2.确认计算机控制系统是否出现问题;3.如果水位计需要清洗或修理,在未拆卸的情况下进行。
防范措施及注意事项1. 定期检查和维护定期对锅炉的给水系统进行检查和维护,检查给水泵是否能够正常运转和排除各个管道中的杂质等。
定期维护可以使锅炉更加安全可靠的运行。
2. 检查水质检查给水水质,保证给水水质符合要求,减少管道细堵塞。
锅炉给水泵的故障预警与维修系统设计随着工业和民用领域对能源的需求不断增长,锅炉作为一种重要的能源供应设备,得到了广泛应用。
而其中关键的一环就是锅炉给水泵,它负责将水输送至锅炉内进行加热。
为了保证锅炉的正常运行,预防锅炉给水泵的故障是至关重要的。
本文将介绍一种锅炉给水泵的故障预警与维修系统设计,旨在提供一种有效的方法来监控、预测和修复锅炉给水泵的故障。
一、故障预警系统设计故障预警系统的目的是通过对锅炉给水泵进行实时的监测和分析,提前发现并警示故障的发生。
为实现这一目标,下面将介绍故障预警系统的设计要点。
1. 传感器选择故障预警系统的核心是选择合适的传感器来监测锅炉给水泵的运行状态。
常用的传感器包括压力传感器、流量传感器、温度传感器等。
这些传感器可以实时监测锅炉给水泵的工作参数,并将数据传输至监控系统。
2. 数据采集与传输选择合适的数据采集方式和传输方式对于故障预警系统的稳定性和可靠性至关重要。
可以采用现场总线技术,将传感器的数据采集至集中控制系统,并通过网络进行传输。
同时,需要建立一个可靠的数据传输协议,保证数据的准确传输和实时响应。
3. 故障诊断算法通过对锅炉给水泵运行参数的实时监测和分析,可以建立一套故障诊断算法。
这些算法可以根据已有的故障数据进行模型训练,然后通过监测数据进行实时的判断和预测。
常用的故障诊断算法包括神经网络、支持向量机等。
4. 警示和报警系统当故障预警系统检测到锅炉给水泵存在故障风险时,需要及时发出警示和报警。
可以通过声光报警装置、短信通知等方式来实现。
同时,还可以将故障信息传输至管理人员的监控终端,方便及时采取维修措施。
二、故障维修系统设计在锅炉给水泵发生故障时,及时的维修和保养是确保锅炉正常运行的关键。
下面将介绍一种故障维修系统的设计,旨在优化维修流程和提高维修效率。
1. 维修人员管理故障维修系统需要建立一个维修人员管理模块,包括人员的基本信息、工作经验、技能等。
通过对维修人员的管理和分配,可以提高维修的准确性和效率。
燃气供热锅炉项目可行性研究报告写作范本(一)燃气供热锅炉项目可行性研究报告写作范本一、背景介绍:随着人们生活水平的提高,对于冬季供暖的需求也越来越高。
而传统的燃煤锅炉虽然可以满足供暖的需求,但是在环保方面会给社会造成不小的负担。
因此,燃气供热系统逐渐受到人们的青睐,成为了供暖市场的主要选择。
二、项目描述:本项目旨在建设一套燃气供热锅炉系统,用于为社区、学校、工厂等大型群体提供供暖服务。
三、可行性研究:1.市场需求分析:从社会经济发展趋势来看,燃气供热技术在供暖市场中的地位得到了普遍认可。
目前,社会对燃气供热的需求正在逐步增长,并呈现出前所未有的市场前景。
2.技术可行性:本项目采用先进的燃气供热技术,通过锅炉将燃气转化为热能,再通过管道输送至需要供暖的地区,在原有的供暖系统基础上进行改造升级,技术可行性得到保证。
3.资源情况:本项目所使用的燃气资源具备稳定可靠的供应能力,以保证设备运行的稳定性与安全性。
4.投资回报预测:通过对目标市场的分析,本项目预计在建成后能够取得较好的经济效益,投资回报期在5年左右,风险可控性高。
四、项目建设方案:1.选址:选用人口密度较大、供暖需求量大的区域作为本项目的建设地点。
2.设备采购:采用先进的燃气供热技术,购买品牌优质的锅炉设备,并根据实际需要配置管道输送设备等。
3.人员配置:设立一支专业的运营管理团队,完善项目管理体系,确保项目的正常运行与管理。
四、风险管理:1.技术风险:在工程建设中严格按照标准规定进行操作,确保设备的安全运行。
2.市场风险:建设前进行前期调研与市场分析,进行足够的风险防控。
3.政策风险:严格遵守国家政策法规,确保项目合法运行。
五、结论:本报告通过对燃气供热锅炉项目的市场需求、技术可行性、资源情况、投资回报预测等方面的详细介绍,呈现出本项目可行性的高度。
在具体实施过程中,应采用符合国家标准的生产技术,严格按照政府政策法规进行安全管理,确保项目的顺利实施与实现预期的经济效益。
锅炉汽水系统管道振动存在的问题与对策分析【摘要】锅炉在运行过程中,其汽水系统管道振动问题是一个常见但危害严重的现象。
本文通过对振动问题的危害、原因分析、解决对策、管道固定支架设计要求以及振动监测与维护措施等方面进行分析和讨论。
振动问题不仅会影响设备的正常运行,还可能导致管道破裂和事故发生,因此需要引起重视。
为了解决这一问题,本文提出了合理的管道固定支架设计要求和振动监测维护措施,以确保管道系统稳定运行。
通过本文的研究分析,可以有效预防和解决锅炉汽水系统管道振动问题,提高设备运行效率和安全性。
【关键词】锅炉、汽水系统、管道振动、危害、原因分析、解决对策、固定支架设计、振动监测、维护措施、结论。
1. 引言1.1 引言在现代工业中,锅炉是一种非常重要的设备,它用于生产蒸汽供给各种工业生产。
而锅炉汽水系统管道振动问题是一个普遍存在且容易被忽视的隐患。
振动问题不仅会影响系统的正常运行,还可能导致管道破裂、设备损坏甚至人员伤亡。
在实际工程应用中,锅炉汽水系统的振动问题主要源于管道系统本身的设计不合理、安装不当、运行条件不稳定等因素。
振动会在管道系统中产生共振现象,导致管道产生变形和应力集中,最终引发破裂。
为了解决锅炉汽水系统管道振动问题,需要采取一系列的对策措施。
要对管道系统进行恰当的设计,确保管道系统在运行时不受到外力干扰。
要加强对管道支架的设计和安装,确保管道固定在适当的位置,有效减少振动力的传递。
及时进行振动监测和维护,发现问题及时处理,以确保系统的安全稳定运行。
锅炉汽水系统管道振动问题虽然存在一定的难度和挑战,但只要采取科学合理的对策措施,就能有效解决这一问题,确保系统的安全运行。
在今后的工程设计和实际应用中,我们应该更加重视管道振动问题,从而提升设备的安全性和稳定性。
2. 正文2.1 振动问题的危害1. 对设备的损坏:管道振动过大会导致管道连接件、焊缝等部位发生松动或疲劳断裂,甚至造成设备损坏,影响工作安全和生产效率。
供暖工程可行性研究报告一、引言近年来,随着城市化进程的加速,供暖工程在解决居民冬季取暖问题方面起着重要作用。
本可行性研究报告将探讨供暖工程的可行性,包括技术可行性、经济可行性和环境可行性。
二、技术可行性分析1.供暖系统选址供暖系统的选址应基于居民用能需求和热源距离等因素。
同时需考虑到供暖管道的建设、管道输送热量的损耗以及系统的可靠性等技术要求。
2.供暖设备选择供暖设备的选择应综合考虑供暖面积、取暖效果和环保性能等因素。
常见的供暖设备包括锅炉、地源热泵等,应根据当地气候条件和资源情况进行合理选择。
3.供暖管网设计供暖管网的设计需考虑管材选择、管网布局以及换热站等因素。
合理的管网设计可以降低热量损耗,提高供暖效率。
三、经济可行性分析1.成本估算供暖工程成本主要包括设备采购费用、建设费用、运营费用等。
通过准确的成本估算可以评估供暖工程的经济可行性。
2.回报期评估回报期是评估供暖工程经济可行性的重要指标。
根据投资成本和运营收益来计算回报期,合理的回报期应在一定范围内。
3.收益预测根据供暖工程的规模和运营情况,预测供暖工程的收益。
收益预测包括用户收益和社会收益两个方面,准确的收益预测可为经济可行性提供依据。
四、环境可行性分析1.碳排放评估供暖工程对环境的影响主要表现为二氧化碳排放。
通过评估供暖工程的碳排放量,可以判断其环境可行性和可持续性。
2.清洁能源利用清洁能源的利用对于提升供暖工程的环境可行性至关重要。
可考虑利用可再生能源作为供暖能源,如太阳能、生物质能等。
3.环境保护措施在供暖工程的建设和运营中,应采取相应的环境保护措施,减少对环境的污染和破坏。
如采用高效净化设备、减少废弃物排放等。
五、结论通过对供暖工程的技术可行性、经济可行性和环境可行性的分析,可以得出以下结论:供暖工程在技术上是可行的,选择合适的供暖系统、设备和管网设计可以提高供暖效果,降低能源消耗。
从经济角度分析,供暖工程具备一定的投资回报潜力,但需要合理的成本控制和收益预测。
电站锅炉实时故障诊断研究的开题报告一、选题背景和意义随着能源需求的不断增长,电站锅炉被广泛应用于发电场所。
锅炉作为电站主要的发热设备,其运行状况的好坏直接关系到全站的稳定性和经济效益。
电站锅炉的故障对电站的影响很大,一旦出现故障可能会导致停机或者能力下降,给电站带来巨大的经济损失。
因此对电站锅炉进行实时故障诊断显得尤为重要。
二、研究目的与意义本研究旨在探究电站锅炉实时故障诊断的方法和技术,为电站锅炉的安全运行提供技术支持和保障。
具体研究目的如下:1. 研究常见的电站锅炉故障类型和原因,建立故障库。
2. 探究电站锅炉故障诊断的方法和技术,包括可解释的机器学习方法和物联网技术等。
3. 设计一个实时故障诊断系统,并进行实验验证。
4. 发现并解决故障,为电站提高发电效率,减少发电成本,提高利润率。
三、研究内容与方法1. 研究电站锅炉故障类型和原因,建立故障数据库;2. 探究可解释的机器学习方法,如决策树、随机森林等;3. 研究物联网技术,了解电站锅炉传感器类型、通信协议和数据采集方法;4. 设计一个基于可解释的机器学习和物联网技术的电站锅炉实时故障诊断系统;5. 利用实验数据对系统进行验证。
四、预期成果本研究将利用机器学习和物联网技术,开发一个实时故障诊断系统,能够预测电站锅炉的故障类型和发生时间,并给出相应的解决方案。
预期成果如下:1. 研究电站锅炉故障类型和原因,建立故障数据库。
能够快速诊断并解决潜在的故障,提高电站的经济效益;2. 设计基于可解释的机器学习和物联网技术的电站锅炉实时故障诊断系统,能够监测电站锅炉的运行状况,及时预警故障,缩短故障处理时间;3. 实验证明电站锅炉实时故障诊断系统的有效性和可行性,可应用于实际生产环境。
五、论文结构本文的主要结构安排如下:第一章:绪论1.1 研究背景和意义1.2 研究目的和意义1.3 研究内容和方法1.4 预期成果第二章:电站锅炉故障类型和原因的分析2.1 电站锅炉的基本原理2.2 电站锅炉故障的种类和原因2.3 故障数据库的建立第三章:电站锅炉实时故障诊断技术3.1 机器学习方法的应用3.2 物联网技术的应用3.3 故障预测模型的建立第四章:系统设计和实验验证4.1 系统总体设计和架构4.2 系统功能模块实现4.3 硬件和软件设计4.4 实验验证和结果分析第五章:总结与展望5.1 研究成果总结5.2 研究不足和展望参考文献。
汽轮机水冲击与处理分析汽轮机是一种非常重要的能源转换设备,常用于发电厂和工业领域中。
在汽轮机的运行过程中,会受到多种因素的影响,其中之一就是水冲击。
水冲击是指在汽轮机运行中,进入蒸汽管道和叶轮中的水分对设备产生的冲击力和损害。
因此,对于汽轮机水冲击的分析和处理非常重要。
首先,需要分析的是水冲击对汽轮机设备的影响。
水冲击会导致设备的振动和噪声增加,并且可能引起叶片的磨损和断裂,甚至导致设备的严重故障和停机。
水冲击还会对汽轮机的性能和效率产生不利影响,降低发电效率和经济性。
其次,需要分析水冲击的原因。
水冲击通常由以下几个方面的原因引起:首先是水分的积聚和聚集,当蒸汽管道中存在水分时,进入叶轮时会形成较大的液体流量,产生水冲击。
其次是蒸汽管道和叶轮部件的凝结水问题,当汽轮机启动和停机时,蒸汽管道和叶轮上会有凝结水形成,进入叶轮时会产生水冲击。
另外,蒸汽管道和叶轮的不良设计和制造也会导致水冲击问题。
针对水冲击问题,可以采取一系列的处理措施。
首先是在设计和制造汽轮机设备时,要考虑到防止水冲击的因素,例如采用合适的防护装置和降低水分积聚的设计。
其次是对汽轮机设备进行定期的检查和维护,及时清理蒸汽管道和叶轮上的水分和凝结水。
此外,还可以采用一些技术手段来减轻水冲击的影响,如在进气系统中设置分离器和排水装置,减少水分进入叶轮。
另外,通过改善叶轮的设计和增强材料的抗水冲击性能,也可以有效减轻水冲击问题。
最后,需要对处理水冲击效果进行分析。
通过上述的处理措施,可以有效减轻水冲击对汽轮机设备的影响,并提高设备的性能和效率。
通过定期检查和维护,可以及时发现并处理水冲击问题,避免设备的严重故障和停机。
同时,通过改善设计和增强材料的抗水冲击性能,还可以提高设备的使用寿命和可靠性。
综上所述,汽轮机水冲击的分析和处理对于保证设备的正常运行和提高其性能至关重要。
通过合理的设计和制造、定期的检查和维护以及采取适当的技术手段,可以有效减轻水冲击对设备的影响,并提高其使用寿命和可靠性。
供暖维修可行性分析引言供暖维修是确保供暖系统正常运行的重要环节,对于保障居民的生活质量和健康非常重要。
然而,供暖维修可能涉及到高昂的成本和复杂的技术要求,因此需要进行可行性分析,以确定是否进行维修,以及维修的成本和效益。
背景供暖系统是指为房屋提供温暖的热能的设备和管道系统。
在供暖系统运行过程中,可能出现各种故障和问题,如管道漏水、故障燃烧器等。
这些问题如果不及时修复,将严重影响供暖效果和居民的居住环境。
可行性分析方法为了评估供暖维修的可行性,我们将采用以下方法:1. 技术可行性分析技术可行性分析主要针对供暖维修所需的技术能力和资源进行评估。
我们将评估维修人员的技能水平、维修设备的可获得性以及维修过程中可能遇到的困难和挑战。
2. 成本效益分析成本效益分析旨在评估供暖维修的成本和所能获得的效益。
我们将考虑维修所需的材料成本、人工成本以及维修所能带来的社会效益,如居民的舒适度和健康状况改善。
3. 时间安排分析时间安排分析将评估供暖维修所需的时间,并与供暖系统的关键使用期进行比较。
我们将评估维修过程中可能遇到的延误因素,并确定维修所需的时间是否合理。
结果及讨论通过技术可行性分析,我们确定供暖维修所需的技术能力和资源是可行的。
维修人员具备所需的技能水平,维修设备也能够在市场上获得。
然而,维修过程中可能会遇到一些困难和挑战,如复杂的供暖系统结构和技术要求。
因此,必须确保维修人员具备足够的技术储备和应急措施。
通过成本效益分析,我们发现供暖维修的成本相对较高,主要包括材料成本和人工成本。
然而,供暖维修所能带来的社会效益也非常显著。
维修后,居民的舒适度和健康状况将得到改善,为居民提供良好的生活环境。
通过时间安排分析,我们发现供暖维修所需的时间与供暖系统的关键使用期比较合理。
然而,维修过程中可能会遇到一些延误因素,如材料供应不及时、技术难题等。
因此,合理的时间安排和紧急应对措施是必不可少的。
结论基于技术可行性、成本效益和时间安排的分析,我们得出以下结论:1. 供暖维修是可行的,技术能力和资源可获得。
建立采暖炉汽水冲击故障诊断系统的可行性分析摘要:本系统针对目前国内供热工程实际状况,提出用集成神经网络对可能引起锅炉系统发生汽水冲击事故的原因进行诊断的策略。
网络采用分层模块化结构,对可能导致锅炉产生汽水冲击事故的不同环节,分别建立有效的诊断子网络,再对各子网络诊断结果进行信息集成,给出最终诊断结论。
经对诊断方法进行仿真,证明用集成神经网络对锅炉系统进行故障诊断是可行的。
关键词锅炉故障诊断集成神经网络1前言伴随着工业采暖锅炉向大吨位、复杂化方向发展,其潜在故障率及故障严重程度也有所增加,如何保证锅炉系统采暖期间能在安全条件下长期、稳定、可靠运行已成为迫切需要解决的现实课题。
对于热水采暖锅炉,影响其安全运行的最主要故障为发生“汽水冲击事故”,据国内锅炉界的专家预测,对于像90吨级这样的大型锅炉,一旦发生汽水冲击事故时,仅靠人工采取措施进行事故处理所能利用的时间仅有10分钟左右,在如此短暂的时间内若组织、措施等稍不及时,后果将不堪设想。
因此,在锅炉系统正常运行过程中即对其运行状态加以实时监视,对可能的故障进行早期检测、诊断及决策,变事后维修为预知维修[1],不仅可明显降低事故率,节约维修费用,而且可避免灾难性事故的发生,收到较好的社会及经济效益。
近年来,人们对故障诊断技术的重视程度日益提高,对诊断方法的研究也较多。
本系统将从防止锅炉发生汽水冲击事故的角度,引入集成神经网络故障诊断策略,着重对诊断模型的组建原则及算法实现进行研究,并通过仿真说明集成神经网络诊断模型的可行性、有效性。
2锅炉汽水冲击故障诊断系统1)诊断系统总体结构热水锅炉系统结构较为复杂,既包括锅炉本体,又有大量的辅助运行设备。
防止锅炉发生汽水冲击事故的最为关键的监控参数为主循环泵出口压力低限值及锅炉出口水温高限值。
虽然单个神经网络可以实现对多类故障的诊断,但当设备的诊断特征参数增多时,将使网络结构变得过于庞大,训练时间延长,且训练样本间出现矛盾的可能性也随之增加,从而降低了网络的泛化能力及诊断的可靠性。
因此,为提高诊断精度,减小诊断输出的不确定性,本系统针对锅炉产生汽水冲击现象的两大主要原因,分别采用一个神经网络诊断子系统对相应故障进行初级诊断,再用信息融合网络作出最终故障决策。
集成诊断系统网络结构如图1所示,整个故障诊断系统即可独立运行,又可作为锅炉集散计算机监控系统的一个子系统,参与锅炉系统的运行、监测及管理,从而降低锅炉系统运行的事故率。
采用集成故障诊断神经网络,功能上实现了分散诊断、集中融合,结构上采用模块化设计理念,显得层次分明。
整个系统具有开放性的特点,当有新的故障出现时,可将其作为新加入的子网络处理,而不影响其他子网络的诊断结果,从而增强了网络的学习能力、扩展能力。
在构建集成网络诊断系统过程中,为提高输入信号的有效性,对采集信号用算术平均数字滤波法进行一定的平滑处理。
同时为提高诊断的针对性、有效性,采用信息分配网络完成部件级的故障信息定位。
采集到的信号经预处理后形成的特征信息中既有信息本身的量值,又有传感器的物理通道号、信息标识符,征兆信息经信息分配网络按信息标识符分类后,分别送给相应的诊断子网络进行诊断。
网络用于在线运行前,要完成以下具体工作:(1)针对锅炉系统发生汽水冲击故障的现象、征兆,采集用于故障诊断网络的训练样本及测试样本。
样本要既包括典型故障样本,又包括系统正常运行样本。
(2)根据故障征兆及故障类型,确定子神经网络的结构。
网络的结构直接关系到网络的函数映射能力。
(3)选定有效算法,完成子神经网络及融合神经网络故障诊断系统的训练及测试。
(4)实现人机交互界面,给出诊断结论及维护建议。
整个集成神经网络是一个有机的整体,各诊断子网络既相互独立,又相互配合。
经过对相关输入信号的处理、分类,即可实现对锅炉系统运行故障的在线诊断。
2)故障诊断子网络由于神经网络所具有的并行信息处理、自学习、联想记忆、及较强的鲁棒和容错能力,使得神经网络很适合用于设备的故障诊断。
大量研究及应用实例表明,双曲正切多层感知器前向网络单元较适合用于故障诊断,而且三层网络在隐层中使用S形传输函数,在输出层使用线性传输函数,即可以实现对给定连续函数的任意精度的逼近。
故障诊断子神经网络结构如图2所示。
图中,W1、θ1分别为输入层到隐层间的连接权值矩阵和阈值矩阵,V2、b2分别为隐层到输出层间的连接权值矩阵和阈值矩阵,P为R维特征空间向量,对应于网络输入层神经单元数,y2为故障空间向量,对应于输出层神经单元数。
因此,网络结构的确定主要是有效确定隐层数及隐层神经单元数,提高网络模式识别能力,把症状空间的向量映射到故障空间[2]。
网络的学习、训练采用有导师的误差反向传播算法,为提高网络的收敛速度及避免网络陷入局部极小值,在修改网络的权值、阈值过程中引入附加动量项。
由图得网络正向传播时第j个隐层神经单元的净输入为netj=ωjixi+bi,隐单元采用S型传递函数,输出为aj=f(netj)= 。
输出层采用线性传递函数,则第k个输出单元的输出为:yk=νkjaj。
当网络的实际输出与目标输出有误差时,进入反向误差修正传播。
取误差函数为Ep=(tk-yk)2,则输出层与隐层间的权值修正量为=ηδkaj+α,输入层与隐层间的权值修正量为=ηδjxj+α。
式中δk=yk(1-yk)(tk-yk),δj=aj(1-aj)δkνkj, O<η<1为学习率,α为动量项,l为学习次数。
同理可进行阈值的动态修改。
网络通过对典型故障样本及正常样本集的反复学习、训练,将知识以网络的权值、阈值形式存储起来,当网络收敛到要求的精度时,便具有了对输入模式的泛化能力,即完成了这一非线性映射。
由于不同的网络采用不同类型或同一类型但来自不同传感器的信号,有利于减小输入向量间的互相关性,便于从不同的侧面反映故障[3],因此子网络采用基于信号类型及系统不同故障环节的构建原则。
本系统中一个子网络主要辩识导致主循环泵出口压力低于限值的模式,另一个子网络主要辩识导致锅炉出口水温高于130℃的模式。
3)信息融合系统实现信息融合的目的就是简化网络结构,设计反映设备某一方面故障的各诊断子网络的同时,使由各诊断子网络输出的Yn融合得到的全局输出Y具有更小的不确定性,从而提高对系统诊断的可靠性。
集成网络融合系统如图3所示。
当Yn的相关性最小,即Yn间独立性较大时,融合系统输出的不确定性最小。
因此,不同子网络的特征输入向量Xn间的相关性应尽量小。
训练决策融合网络的样本来自诊断子网络中的标准样本输出,融合时,诊断子网络形成的故障向量为Pi=[P1i,P2i,……Pni],对每类故障的置信度向量为ri=[ri1,ri2,……rin],各子网络并行组合后,即可形成故障矩阵P和置信矩阵R。
则融合网络的输出为:Y=P·R。
其中第i个故障发生的概率为:Pi=Pi1r1i+pi2r2i+……pinrni 。
4)故障诊断仿真现以引起锅炉系统发生汽水冲击事故的常见故障为例,采用上述集成网络对锅炉系统进行诊断仿真分析。
子网络1以主循环泵出口流量、一次网回水流量、定压补水压力的归一化值作为输入特征向量,对应的故障分别为主循环泵磨损、一次网回水时失水过多、定压补水泵故障;子网络2以锅炉主供水出口压力、单台炉出口流量、炉排反馈信号的归一化值作为输入特征向量,对应的故障分别为主供水阀门开度小、流量分配比例失调、给煤系统故障。
由此形成两个子网络训练样本如表1及表2所示。
融合网络的输出从左至右依次为主循环泵磨损、一次网回水时失水过多、定压补水泵故障、流量分配比例失调、主供水阀门开度小、给煤系统故障。
用基于Matlab的神经网络工具箱可非常方便地实现网络结构。
以子网络1为例,对上述输入样本进行训练,选取误差为0.01,采用加入动量项的改进BP算法,即使用Learnbpm学习函数及快速Trainlm训练函数对网络进行训练。
经仿真可以看到网络经过约1.1个时间训练步,就已经具有了模式识别能力,快速收敛到要求的误差精度内,可满足实际应用的要求。
假设根据某次实测的故障信息,经两个子网络诊断输出构成的故障矩阵为P=两个子网络的置信权矩阵为:R=则决策融合网络的输出结果为Y=[0.68 0.1 0.04 0.15 0.51 0.00]从诊断结果看出,主循环泵磨损的可能性最大,置信度为0.68,第二个可能的故障为主供水阀门开度小,置信度为0.51,可见融合网络充分利用了各诊断子网络的信息,减小了网络输出的不确定性。
3结束语锅炉系统的诊断过程为一多故障同时性诊断问题。
单个神经网络虽然可同时诊断出多个故障,但较难构造反映多故障的特征向量,而且网络的节点过多,网络结构规模大,从而造成对网络的训练困难。
集成神经网络的思想可有效简化子网络的结构,充分利用设备不同方面的故障信息,对降低误报、漏报,提高故障诊断的可靠性有一定的理论及实际意义。
通过对诊断子网络的仿真过程看出,将多故障、复杂性诊断问题进行有效分解,可使子网络的训练速度加快,经信息融合后,可减少网络输出的不确定性,用于锅炉系统的故障诊断是可行而有效的。
参考文献[1] 吴今培肖健华.智能故障诊断与专家系统.北京:科学出版社,1997,9第一版[2] 戴葵等译.神经网络设计. 北京:机械工业出版社,2002,9第一版[3] 王敏等.基于多传感器数据融合的故障诊断技术.华中科技大学学报,2001,29(2)[4]虞和济等.基于神经网络的智能诊断.北京:冶金工业出版社,2000,5第一版。