電廠如何提前預(yù)知“四管泄爆”？

隨著發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代發(fā)電廠鍋爐已進(jìn)入大容量、高參數(shù)時(shí)代，鍋爐工作管介質(zhì)壓力不斷提高，鍋爐四管泄漏、泄爆威脅也更為嚴(yán)重。鍋爐受熱面一旦發(fā)生泄漏，停機(jī)停爐在所難免，不僅直接影響電廠經(jīng)濟(jì)效益，威脅人身安全，甚至?xí)绊戨娋W(wǎng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明火力發(fā)電廠鍋爐四管的泄漏多數(shù)都是由微小泄漏逐漸發(fā)展而來(lái)的，同時(shí)在泄漏發(fā)展過(guò)程中高溫高壓蒸汽形成的高速射流對(duì)鄰近管排會(huì)造成連鎖性損傷，甚至引起連環(huán)泄爆。因此針對(duì)四管泄漏的早期識(shí)別，對(duì)于縮小鍋爐損傷規(guī)模，妥善制定檢修計(jì)劃，縮短檢修時(shí)間具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

電廠鍋爐四管泄漏發(fā)生時(shí)會(huì)表現(xiàn)出一些外部特征：

如高溫過(guò)熱器泄漏時(shí)高過(guò)出口蒸汽壓力下降;實(shí)際負(fù)荷降低;主汽壓力下降;蒸汽流量不正常的小于給水流量;爐膛負(fù)壓突變?yōu)檎龎海L(fēng)機(jī)動(dòng)葉投自動(dòng)時(shí)開(kāi)度不正常增大。

水冷壁泄漏時(shí)水冷壁出口集箱汽溫降低;實(shí)際負(fù)荷降低;主汽壓力下降;蒸汽流量不正常的小于給水流量;爐膛負(fù)壓突變?yōu)檎龎?，引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉投自動(dòng)時(shí)開(kāi)度不正常增大;排煙溫度下降。

高溫再熱器泄漏時(shí)高再出口蒸汽壓力下降;實(shí)際負(fù)荷降低;主汽壓力下降;爐膛負(fù)壓突變?yōu)檎龎?，引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉投自動(dòng)時(shí)開(kāi)度不正常增大。

省煤器泄漏時(shí)省煤器兩側(cè)煙氣溫差偏大;泄漏側(cè)排煙溫度下降;實(shí)際負(fù)荷降低;主汽壓力下降;蒸汽流量不正常的小于給水流量;爐膛負(fù)壓突變?yōu)檎龎?/span>;引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉投自動(dòng)時(shí)開(kāi)度不正常增大。

上述外部特征的參數(shù)信息均可通過(guò)物理測(cè)點(diǎn)獲得，電廠一般將相關(guān)測(cè)點(diǎn)獲得的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于電廠DCS或SIS系統(tǒng)當(dāng)中。云酷科技鍋爐防磨防爆系統(tǒng)中的延伸功能模塊：泄爆智能識(shí)別模型作為電廠的MIS級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)算法，旨在通過(guò)數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)與電廠既有DCS系統(tǒng)或SIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接入，基于大數(shù)據(jù)分析模型，實(shí)現(xiàn)鍋爐泄爆外部特征的計(jì)算機(jī)智能監(jiān)控與異常判斷，并進(jìn)一步建立鍋爐泄爆監(jiān)控參數(shù)的評(píng)分體系直觀展現(xiàn)鍋爐安全狀態(tài)。

“電廠鍋爐四管泄漏智能識(shí)別模型”是設(shè)備故障診斷領(lǐng)域的一個(gè)細(xì)分算法。

設(shè)備故障診斷上，20世紀(jì)60年代初期，美國(guó)、日本和歐洲的一些發(fā)達(dá)國(guó)家相繼開(kāi)展了設(shè)備診斷技術(shù)的研究，主要應(yīng)用于航天、核電、電力系統(tǒng)等尖端工業(yè)部門(mén)，自20世紀(jì)80年代以后逐漸擴(kuò)展到冶金、化工、船舶、鐵路等許多領(lǐng)域。

我國(guó)設(shè)備故障診斷技術(shù)在20世紀(jì)80年代初期主要應(yīng)用于石化、冶金及電力等行業(yè)，進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，迅速滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)主要行業(yè)，交通、礦山、化工、能源、航空、核工業(yè)等行業(yè)先后開(kāi)展了診斷技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用工作。特別是在石化、電力、冶金等行業(yè)，設(shè)備故障診斷技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普及。僅在電力行業(yè)，目前已裝配的國(guó)產(chǎn)監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)已達(dá)近百套，其中有些系統(tǒng)的性能已達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)水平。

目前鍋爐四管泄漏的識(shí)別技術(shù)手段主要包括：基于人工巡視的現(xiàn)場(chǎng)定期檢查、基于傳感器的聲音泄爆監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)、基于DCS的盤(pán)面數(shù)據(jù)人工監(jiān)控三種。

基于人工的現(xiàn)場(chǎng)定期檢查檢查間隔大、頻次低。基于SIS/DCS盤(pán)面數(shù)據(jù)的人工監(jiān)控嚴(yán)重依賴(lài)管理人員的工作經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)客觀上仍然無(wú)法實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)監(jiān)控。而基于傳感器的聲音泄爆監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)價(jià)格昂貴、施工難度大，需要對(duì)鍋爐本體進(jìn)行改造，但實(shí)際效果上在國(guó)內(nèi)幾****電集團(tuán)2017-2019年百余次泄爆記錄中，通過(guò)聲音監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)率先識(shí)別的泄漏事件也只達(dá)到了33%左右的占比。

同時(shí)在實(shí)際工作開(kāi)展過(guò)程中鍋爐泄漏的識(shí)別確定需要多種方法交叉驗(yàn)證，因此基于SIS/DCS盤(pán)面數(shù)據(jù)通過(guò)專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)分析算法實(shí)現(xiàn)鍋爐泄爆狀態(tài)的持續(xù)監(jiān)聽(tīng)具備明確的現(xiàn)實(shí)意義與客觀需求。

基于鍋爐防磨防爆系統(tǒng)中的電廠鍋爐四管泄漏智能識(shí)別模型算法構(gòu)建的四管泄漏監(jiān)控程序能夠復(fù)現(xiàn)運(yùn)行管理人員的鍋爐泄爆分析監(jiān)控能力，實(shí)現(xiàn)基于DCS/SIS系統(tǒng)盤(pán)面數(shù)據(jù)的24小時(shí)無(wú)間斷泄漏監(jiān)控，為鍋爐的停爐檢修、事故發(fā)展追溯提供系統(tǒng)支持與工具輔助。

經(jīng)濟(jì)效益分析上，實(shí)現(xiàn)鍋爐泄爆的早起預(yù)警識(shí)別能夠縮短檢修時(shí)間，減少換管數(shù)量。按機(jī)組裝機(jī)容量為300MW，縮短停爐檢修時(shí)間5天，上網(wǎng)電價(jià)0.3元/千瓦時(shí)，負(fù)荷率80%，廠利潤(rùn)率10%計(jì)算。則一次泄爆可挽回?fù)p失發(fā)電量約2880萬(wàn)千瓦時(shí)，毛利潤(rùn)約720萬(wàn)元，凈利潤(rùn)約72萬(wàn)元。其中尚未包含檢修過(guò)程中能夠減少的人工材料費(fèi)用。模型投運(yùn)后只要能避免一次泄爆事故發(fā)生，即可為用戶挽回約70萬(wàn)的經(jīng)濟(jì)損失。

本模型可利用電廠既有SIS/DCS測(cè)點(diǎn)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行模型訓(xùn)練與數(shù)據(jù)挖掘，通過(guò)模型打包，可作為電廠防磨防爆可視化管理系統(tǒng)的功能插件，也可以作為獨(dú)立的功能系統(tǒng)為電廠提供分析監(jiān)測(cè)服務(wù)。具備前期投入小，普適性強(qiáng)等特點(diǎn)。同時(shí)鍋爐四管泄爆監(jiān)測(cè)功能作為電力生產(chǎn)運(yùn)行部門(mén)的普遍需求，具備廣闊的應(yīng)用前景。