热电厂故障检测与诊断系统设计
论火力发电厂热能动力设计、装置的检测与维护
装置 设备维护与检测 维护
文章编 号 ：１ ０ ０ ９ － ９ １ ４ Ｘ （ ２ ０ １ ３ ） ３ ５ － ０ ７ ０ － ０ １ 能动力设备机房和热能动力的电源和接地 预留；土建施工所需预留的 孔洞 、线槽 和预埋件 、桥架的定位 、尺寸以及走 向的工艺与敷设的要 求 ；中央监控室 、各 类热能动 力机房的位 置大小 、平 面布置要求 ； 相对不变层 、层面部分 区间 、大楼接入 网的管道预埋 ；系统现场控制 器 、监控 点的定位及安装要求 ；系统设 备线路端接 的编号和方式 ；系 统配线规格 和布线要求 。 系统工程施 工图纸一般 应包括 图纸 目录 、施 工总体说 明 、各热 能动力子系统系统图 、系统管线平面图 、机房的布置详 图、系统配线 与端接图。如果在以上 图纸上表达不清楚的 ，可以在施工总体说 明或 者相应的图纸中加 上一些文字说明来对施 Ｔ图纸 的补充 。 １ ． ４ 修改完善设计 修改设计 就是指在 热能动力 系统施工安装 后 ，经过 系统 、分 系 统联试并对系统的功能 、 指标测 试 ，只有 通过修改设计 ，才能发现 功能 、性 能指标不达 标或不完善 的地方 ，进而满足系统 的应用需求 。通过对热能动力设计 的阐述 ，我们很容易看出热能动力设计 的一般流程和设计思路 ，即 ： 规划设计 、总体设计 、详细 （ 施ｌ ＿ ｌ ： 图） 设计 、修改 、扩充完善设计 。 设计 是一切工程成败之源 ，因此 ，只有 充分认识到热能动力设计工作 的重要性严格按照设计的一般思路和流程进行设计 ，才能造就热能动 力的精品工程 。
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第三 ，可行性研 究。在规划设 计方案 出台以后 ，就需 要进行 可 ２ ． １ ． 火力发电厂 行性研究 了，也就是主要对该 热能动力 系统建设的必要性 、技术 的先 ２ ． １ ． １ １ Ｉ 作原理 ：火力发 电一 般是指利用 石油 、煤炭 和天然气等 进性 、经济的合理性作出明确合 理的的判断 ，只有在调查 判断分析 的 燃料燃烧时产生的热能来 加热水 ，使水变成高温、高压水蒸气 ，然后
热电厂汽包水位预报警故障检测系统设计与实现
包压力 、左蒸汽压力 、右蒸汽压力信号对左汽包压力 信号进行故障检测 ， ４个信号的波动图如图 ｌ从 图 １ ， 中可以清晰地看出 ４ 个信号具有强关联度。
１ 基于关联规则的传感器、 给水泵故障检测
关 联规则 是数 据挖 掘 中 的一 种 比较 重要 的知识模 式 ， 对于一些强关联度 的信号 的故 障检测 ， 采用 基 于关联规则的检测算法是可行的， 例如 ， 以通过右汽 可
维普资讯
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７ ８・
《 测控技术） ０６ 第２ ２０ 年 ５卷第 ９ 期
热 电厂汽包水位预报警故障检测 系统设计与实现
陈丽娟 ， 杨 欣
２ ０９ ） １０ ６ （ 东南 大学 电气工程 系 ， 苏 南京 江
摘要： 包水位 系统的正常工作对于热电厂的安全生产非常重要 。据此设计 了热电厂汽 包水位预报警 汽 故 障检测 系统 。 首先提 出 了基 于关联 规 则和神 经 网络 汽 包水 位 传 感 器 、 水泵 故 障检 测 算 法 ； 给 然后 ， 给 出了汽 包系统 中单信号的预报警算法； 接着． 出了基于模糊控 制的汽包水位 系统的预警算法， 提 最后 ， 将 所有算法集成起来， Ｖ ＋系统上 开发 了整个汽 包水位预报警 系统。对于所提 出的算 法都进行 了仿 在 ｃ＋ 真试验， 结果表 明， 系统对于热电厂汽包系统的预报警故障检测有着较好的效 果 本 关键 词 ： 经 网络 ； 神 关联规 则 ； 障检测 ； 包水位 ； 糊控 制 故 汽 模 中 图分类号 ：ｉ７ 文 献标 识码 ： 文 章编 号 ：００— ８ ９ ２０ ０ ０７ ０ Ｔｔ ３ ２ Ｂ １０ ８ ２ （０６）９— ０８— ５ Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｄ Ａｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｏ ａ ｌ ｔ ｃｉ ｎ Ｓ ｓｅ ｏ ｓｇ ｎ ｐ ｉ ｔ ｆＦ ｕ ｔＤｅｅ ｔ ｙ ｔ ｍ ｆ ｃ ｏ ｏ
热力公司换热站控制系统设计
第一章绪论1.1 集中供暖旳发展概述集中供暖是在十九世纪末期, 随着经济旳发展和科学技术旳进步, 在集中供暖技术旳基本上发展起来旳, 它运用热水或蒸汽作为热媒, 由集中旳热源向一种都市或较大区域供应热能。
集中供暖不仅为都市提供稳定、可靠旳热源, 改善人民生活, 并且与老式旳分散供热相比, 能节省能源和减少污染, 具有明显旳经济效益和社会效益。
1.1.1 国外集中供暖发展概况集中供暖方式始于1877年, 当时在美国纽约, 建立了第一种区域锅炉房向附近14家顾客供热。
20世纪初期, 某些工业发达旳国家, 开始运用发电厂内汽轮机旳排气, 供应生产和生活用热, 其后逐渐成为现代化旳热电厂。
在上世纪中, 特别是二次世界大战后来, 西方某些发达国家旳城乡集中供暖事业得到迅速发展。
原苏联和东欧国家旳集中供暖事业长期以来是实行以积极发展热电厂为主旳发展政策。
原苏联集中供暖规模, 居世界首位。
地处寒冷气候旳北欧国家, 如瑞典、丹麦、芬兰等国家, 在第二次世界大战后来集中供暖事业发展迅速, 都市集中供暖普及率都较高。
据1982年资料, 如瑞典首都斯德哥尔摩市, 集中供暖普及率为35%；丹麦集中供暖系统遍及全国城乡, 向全国1/3以上旳居民供暖和热水供应。
第二次世界大战后德国在废墟中进行重建工作, 为发展集中供暖提供了有力旳条件。
目前除柏林、汉堡、慕尼黑等都市已有规模较大旳集中供暖系统外, 在鲁尔地区和莱茵河下游, 还建立了联结几种都市旳城际供暖系统。
在某些工业发达较早旳国家中, 如美、英、法等国家, 初期多以锅炉房供暖来发展集中供暖事业, 锅炉房供暖占较大比例。
但是这些国家已非常注重发展热电联产旳集中供暖方式。
1.1.2 国内集中供暖发展概况国内都市集中供暖真正起步是在50年代开始旳, 党旳十一届三中全会后来, 特别是国务院1986年下发《有关加强都市集中供热管理工作旳报告》, 对国内旳集中供暖事业旳发展起到了极大旳推动作用。
结合实际谈热电厂中PLC系统设计的一些思考
１ 气 力除灰 装置 组成 ． １
该除灰系统为单元制布置，每单锅炉 １ 个单元系统 ， ４台锅 炉的除灰装置完全相 同。 以 １ 现 号锅炉为例 分析 ， 除灰装置如图 １ 所示。 该除灰装置主要 由 ６部分组成 ： 电除尘器 、 灰斗、 仓泵、 灰 斗气化管路 、 仓泵进气管 路、 输灰管 路。在 ｌ 号锅炉上 安装 了 ３
式变 更。
是有带 电作业的线路跳闸， 调度必须与作业 负责人联 系， 取得允
许 后方可强送 。充 电运行的输 电线路、 电缆线 路 （ 全 因为 电缆线
１ 气力除灰 系统概述
该热 电厂 ４台 ２ ０ｈ锅炉除灰系统采用了正压浓相气力除 ２ｔ ，
・
容易判断 。 开关 因机械原因拒动的故 障处理较为简单， 先手动断 开开关 ， 再拉 开两侧刀 闸， 然后恢复其他设备送 电。 对于是母线 故障还是线路故 障因保护 拒动而越级 的故障 ， 要通过对设备的检 查进行判断 。 检查 二次设备时， 点检查所有 重 设备 的保护压板是否有漏投 的；检查所有设备的保护是否有异 常报警 ； 检查线路开关操作直流电源 开关是否有 断开的； 检查故 障录波器 。 检查一次设备 ， 点检查站 内的主变某一侧过流保护 重 区， 即从主变相应侧 主 Ｃ Ｔ至母线 ， 至所 有母线 连接 的设备 ， 再
内短路而主保护拒动；②主变 中低压侧后备保护范围 内短路而
后备保护拒动或开关拒 动； ③保护误 动； ④主变 电源侧母线故障 而母差保护拒动 （ 低 压侧有 电源） 主变后备保护动作三侧开 中、 。 关跳 闸后检查二次设备时， 重点检查所有 设备 的保 护动 作情 况； 所有设备 的保护压板是否有漏投 的；检查开关操作直流 电源开 关是否有断开的； 检查故障录波器。检查一次 设备 ， 重点检查站 内的主变 中、 低压侧过流保护区 ， 还应该检查主变主保护范围 内 是否故障 ， 并检查缩小故障范围， 注意主变 中性点及母差保护方
火力发电厂电气控制系统设计及探讨
火力发电厂电气控制系统设计及探讨摘要：随着中国经济化的不断开展，以及在电源系统和家庭用电领域的持续发展，中国居民的用电需要也在不断扩大，因此火力发电厂的建设规模也日益增多，在现阶段，火力发电厂建设规模已成为我国经济增长的主要驱动力之一。
为进一步适应电力的发展要求，政府有关单位和施工企业都必须加大对电力管理系统的研究，并应用最先进的电力管理系统。
关键词：发电厂；电气控制；设计系统；探讨整个火力发电厂的安全供电和动力装置本身的布设密不可分，为了达到有效提高发电质量、保证发电装置的平稳运转，在进行火力发电厂电气控制系统设计前，对电力装置的选型、布置情况、有关装置的协调等方面都必须加以仔细筛选。
1控制和测量系统由于电气控制系统的不同应用，在控制区域内的工作环境上也有很大的差异。
目前对于火电厂的控制方式，通常分为中央主控制和单元控制两种，而中央控制室和单元控制室的主要分别是中央控制系统，其中单元控制室一般包含了多个网络控制单元。
有一个单独的单元控制部分。
在实际电厂中，主控制式以及单元控制室均需与单机容量相结合。
如果机组容量在300～600MW范围内，则一般选用主控方式。
当单机应用容量大于六百MW时，则通常使用单元控制室模式。
从电气专业的方面考虑，单机单控方法与双机一体的方式各有其各自的利弊。
采取单机单控制模式，系统配置控制更简单，运行与控制的稳定性更高。
在故障处理过程中，无干扰，且操作条件简单易于控制。
然而，由于这两台机器都需要二个控制，因此维修管理并不方便，对操作维护人员的工作强度影响也很大。
因此如果选用了二级控制方式和一种控制方法，则就能够进行统一控制，并合理安排了调试单元，从而能够集中二台计算机的通用设备，也因此减少了对不同情况的故障控制，并增加了布线的方便性。
相对较少的乘务员数量为运行和维修部门提供了便利，而当出现一项故障后，又可能对另一台机产生影响。
因此，二级一控法有着巨大的优势。
在外部条件的前提下，在网络控制室中也可以完全不设网络控制室，将所有的网络单元控制设备都集成到单元控制室，从而减少了操作和维护人员数量，也降低了控制室的建筑面积，从而节约了工程成本。
基于模糊神经网络的热电联产故障诊断研究
能和使 用 效 率 。在节 省 运行 成本 ， 需 要对 定期 对 热 电联产 制冷 设备 进行 故障 诊断 与维 护＂ ］ 。
翌 ｌ ｌ Ｊ 蒸 式
进气口 ｌ 燃气 室
— — — — —
冷却 塔 冷 凝 器
排气口 ———－ ］ ＿ ～
Ｌ ＋ 一 一
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— —
空气冷凝 器
． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．
循环 ｌ
ｌ
１ ． ． ． ． ． ． ． 一 ．
立管 Ｉ
废 弃 回收 蒸 汽 锅 炉
下磁鼓 —－ Ｌ —］Ｈ 厂—一 冷却水 ］ 卜＿ ＿ ］ 阀门 厂—上—］ 排水口
０
前 言
故 障检测 和 诊 断对 提高 热 电联产 制 冷 系统运 行 的可 靠性 有 着 十分 重要 的作用 ， 然 而 由 于 一 直 缺 乏 很 好 的
故 障诊 断 模 型 ， 使 得 热 电联 产制 冷系 统 的故 障往 往难 以被 及 时发现 ， 降 低 了 热 电联 产 制 冷 系 统 的应 用 效 益 。 为 了 提 高 热 电联 产 制 冷 系 统 故 障 诊 断 能 力 ， 本 文 提 出 了一 种 基 于 模 糊 神 经 网 络 的 故 障 诊 断 模 型 ， 并通 过实 验环 境 热 电联 产 制 冷 设 备 中 获 取 的 实 际 运 行 数 据 建 立 模 型 输 入 条 件 ， 再 应用 粒子 群优 化算 法 ， 采 用 误 差 反 向传 播 算 法 来 估算 模 型参 数 ， 提 高故 障诊 断模 型 的精度 。
蒋 文 胜
５ ４ ５ ０ ０ ６ ） （ 柳州职业技 术学院 ， 广西 柳州
DL_T 5428-2009 火力发电厂热工保护系统设计技术规定
K 54备案号：J926-2009工阳lll华人民共和罔电力行业标准jDL/T 5428 - 2009火力发电厂热工保护系统设计技术规定Technical code for design ofI&C protectionsv. stem in fos矧fuel power plant 2009-07-22发布2009-12-01实施III华人民共和陶国家能源局发布⑧DL /T 5428 - 2009前言…………………………………一Ⅲl范围………- ……………………………………¨12规范性引用文件 (2)3 术语和定义、缩略语…………………………………………．53.1术语和定义……”………………………………………………”5 3.2缩略语…………………………………~84总则………………………………………………1 05热丁保护系统的设计原则………………………….a…．115．t电源设计原则...一.....................． (1)5.2逻辑设计原则...~ .....................．a (11)5_3热工保护系统配置原则 (13)5.4其他......。
..................~ (16)6锅炉保护………………一………．176.1锅炉局部保护…“………~ ………¨176，2锅炉炉膛安全保护………………………一…………………．19 6+3锅炉停炉保护…”………一……………………………_227锅炉燃烧器控制.........~ (26)7.1 点火、助燃……一…………1 267。
2煤粉燃烧器控制.........一 (28)7.3磨攥机启、停条件......“ (28)7，4蛤煤机启，件条件......~ (29)7。
5给（排）粉机扁、停条件……………………………………。
30 8汽轮发电机组保护……一………………………’318.! 汽轮机局部保护……………………………………。
电力变压器的温度监测与预警系统设计
电力变压器的温度监测与预警系统设计随着能源需求的不断增长，电力变压器在电力系统中起到了至关重要的作用。
作为电力传输和分配中的关键设备，电力变压器的正常运行对电力系统的稳定性和可靠性至关重要。
然而，由于变压器长时间高负荷运行或环境条件恶劣，其温度升高可能导致故障甚至灾难性的事故发生。
因此，设计一个可靠的温度监测与预警系统对于电力变压器的安全运行至关重要。
一、温度监测系统的原理与设计1.1 温度传感器的选择与布置温度传感器是温度监测系统中的核心部分，其选择直接决定了系统的准确性和可靠性。
常见的温度传感器包括热电偶、热敏电阻和红外线温度传感器等。
根据实际需求和经济性考虑，可以选用合适的温度传感器。
在电力变压器的设计中，应合理布置温度传感器，以确保对变压器内部不同位置的温度进行监测。
传感器的布置应包括变压器的油温、线圈温度和铁芯温度等重要部位，并保证数据准确性和及时性。
1.2 数据采集与传输数据采集是监测系统中的重要环节。
为了准确获取温度数据，可使用模拟量温度传感器与采样电路结合，将温度信号转化为数字信号。
采集的数据经过处理后，可通过不同的通信方式传输到监测中心，如RS485总线、以太网等。
为了提高数据传输的可靠性和稳定性，在系统设计中应考虑采用冗余设计和容错机制，以防止数据传输的中断和错误。
1.3 数据处理与存储传感器采集到的温度数据在系统中需要进行处理和存储。
数据处理的主要工作包括数据滤波、数据校正和数据分析等。
通过滤波和校正，可以排除传感器噪声和误差，确保数据的准确性和一致性。
同时，通过对数据的分析，可以提取有用的信息，如温度的变化趋势、异常值等。
处理后的数据可存储在数据库中，以便日后的数据分析和备份。
为了保护数据的完整性和安全性，应考虑数据备份和冗余存储的设计。
二、温度预警系统的设计与实现2.1 温度预警模型的建立温度预警模型的建立是预警系统设计的核心部分。
根据变压器的工作特点和历史数据，可以采用统计学方法或机器学习算法建立预警模型。
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热电厂故障检测与诊断系统设
计
Design of fault detection and diagnosis system for thermal power plant
热电厂故障检测与诊断系统设计
使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。
引言
国内外汽轮发电机组多数运用分散型控制系统DCS，只在发电
厂的局部采用状态监测与控制技术，而没有对发电厂的整体采用故
障检测与诊断技术。
本设计针对马钢热电厂汽轮发电机组和其它设
备的综合状况，进行数据采集、状态监测、故障诊断、专家系统的
知识获取与学习，以及设备的维修咨询为一体的多任务信息处理系
统。
本文主要介绍马钢热电厂的故障检测与诊断系统的总体结构及
各子系统的分布设计情况。
1故障检测与诊断系统功能简介
马钢热电厂的故障检测与诊断系统的总体结构如图1所示，厂
部计算机服务器通过厂内的局域网络同各部分的工控计算机相联
（同时可与上层的公司网络连接），各部分的工控计算机作为子系
统与不同的物理量传感器连接。
具体设计内容如下：
（1）厂部计算机服务器设有综合全厂设备的故障诊断的专家系统，可根据各部分子系统的工控计算机故障诊断信息作出综合的故障诊断。
所设计的专家系统自动进行知识获取与学习，用于完成征兆获取、知识的获取（包括规则的获取和事例的获取），根据新旧故障处理的情况和操作者处理的经验，不断地增加和更新处理故障诊断的能力，提示故障的特点及发展趋势，警示故障的危害和处理建议，咨询后安排出适时检修的计划建议供用户参考。
厂部计算机服务器可设有多个终端监视器、打印机等外设，打印机可处于等待状态，一旦有了报警就将报警文件打印输出。
厂部计算机服务器还可与上层的公司网络联网。
（2）汽轮机的工作状况是发电机组的核心，一般分散型控制系统仅着重对汽轮机进行控制设计。
而汽轮机工控机的子系统则根据传感器测得的机壳膨胀量、膨差量、轴向位移量、阀门开启量、蒸汽流量、轴瓦温度量、汽轮机转速量信号，进行汽轮机部分的故障诊断。
（3）同步发电机处的工控计算机子系统负责将传感器测得的三
相电流量、电压量、频率量、机座和轴承的振动量、绕组温度和绝缘老化信息、励磁机的电流电压量进行发电机的状态检测和故障诊断。
（4）发配电工控机的子系统主要进行主送变压器、厂用变压器、发配电母线上设备和外电网的三相电流量、电压量、频率量、温度量、各开关动作状态及变压器的工作状态的数据采集，状态检测及故障诊断。
（5）水处理工控机的子系统则根据传感器测得的阳床、阴床、混床及有关中间水箱和再生水水箱的PH酸碱度、存储量、工作泵流量和脱碳器工作信息，进行数据采集，状态检测及故障诊断。
（6）燃气、燃煤锅炉的工控机则根据传感器测得的煤气压力、煤仓储存量、煤气泄露量、炉膛负压量、汽包水位及压力、主汽流量、给水量、炉门及观察口温度、除尘器和烟囱排烟温度等工作信息，进行数据采集，状态检测及故障诊断。
上述各部分工控计算机的子系统在进行局部的状态检测及故障诊断的同时，也向上位机发送各量信息及局部故障诊断结果，并接
受上位机传来的专家系统故障诊断指令。
2系统硬件结构
系统硬件结构如图2所示。
中央控制站是故障监控、故障诊断和综合数据处理的主要机构，通过它可以完成故障诊断软件和管理软件的组态工作；同时在正常生产中，完成各种生产过程流程显示、历史趋势显示、参数显示、报警以及各种报表的打印等管理功能。
系统在中文Windows界面下操作，采用多级菜单、图表形式，操作十分方便。
现场工业控制机选用IPC－610工业控制微机系统作为主机，各工控机之间由通用PCL743接口卡完成整个网络的通讯协调与控制功能，PCL743内插各工控机主机内，是中央控制站与各子站进行数据交流、参数修正、调度指令传达的桥梁与纽带。
通讯系统充分的隔离保护增加了系统的可靠性，每个站具有2个RS422接口，通信缓冲区；128KRAM；速率：5056K波特率，通信距离长达1230m，当某子站工控机发生故障时，其他系统仍能保持正常工作。
3系统软件结构
GENESIS是第一个用于IBM个人计算机和兼容系统的，以图形为基础的监控软件，它可以用图形方式来生成、模拟和执行实时的数据采集和监控方案，其软件系统结构为：
根据实际要求，厂部总站与车间分站分别安装了一套GEN－6－SC和五套GEN－1－SC，按工艺流程和现场不同类型的数据进行模块设置和分级组态，通过I／O组态菜单定义相应的I／O设备，利用图形的布置来决定逻辑信号的走向，每一模块都有一份相应的组态菜单，根据模块在监测方案中的作用而定义菜单中各参数、数值和模块之间的连接，整个系统实现了工艺流程的实时动态显示；实时多笔趋势显示；报警和操作事件的自动打印；历史数据在线的表格式和图形式重放等多种功能。
4本系统的软、硬件的特点
（1）各信息量摄取的传感器选择和合理设定能准确反映状态检测与故障诊断系统的信息来源。
传感器主要包括：测量振动的电涡流位移传感器、速度传感器、加速度传感器、测量机壳膨胀、膨差的伸缩压敏传感器；测量电流、电压的高精度电流、电压互感器，
测量同步发电转子绕组温度的红外传感器，测量定子绕组老化程度的气敏传感器，还有测量阀位、温度、压力、流量、酸碱度等传感器。
（2）数据信号的抗干扰过滤及预处理采用FFT谱分析与校正、数字滤波。
也可以对采集的数据进行二次处理，如主要特征的抽取，数据压缩。
（3）整个故障诊断的子系统均可独立完成各部分的在线实时状态检测任务，具备数据记录和存储功能，并建立各种数据库文件。
数据的采集方式可实现等时间或等空间采样，采集好的数据在监视及子系统上显示，并隔五秒刷新一次。
显示方式采用了模拟显示和数字显示相结合的形式，并通过绿、黄、红三种颜色给出了正常、异常和危险指示。
（4）信号的分析是对发电厂的状态检测与故障诊断的重要手段，可以对采集的实时数据进行分析与处理，并以数据或图形的方式给出分析的结果。
信号的分析主要包括动态数据分析和趋势分析；对电机启动、停转过程中的信号分析和显示（包括转速时间曲线、波
特图、三维频谱图以及各种参数随转速的变化图），对发电机等设备的长期运行中各种状态和经过分析处理后的数据综合进行趋势分析，作出趋势图，得到故障征兆预期性告示。
（5）在故障诊断方法上设有多种推理机制，设计系统采用了基于框架、基于规则和基于事例的知识性组合与推理，并提供了不确定性推理、模糊推理，从而增强了系统解决问题的能力。
5结论
系统设有故障诊断的诊断咨询专家系统。
根据汽轮发电机等设备的故障特点，针对常易出现的故障，分别提供了专家的维修和处理经验，以便在故障诊断中提供维修和处理的报告。
此外，还提供了人机对话的窗口，完全对用户开放，便于用户不断输入专家及技术人员在这方面的经验，使得以后的故障诊断功能越来越完善。
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