故障检测与诊断及故障自愈控制技术在中温返料cfb锅炉上的应用.pdf

2010．12 中国长沙 循环流化床锅炉技术2010年会 故障检测与诊断及故障自愈控制技术在中温返 料CFB锅炉上的应用 俞金树 福建省石狮热电有限责任公司，福建石狮362700； and detection 摘要：动态系统的故障检测与诊断(fault diagnosis—FDD)技术和故障自愈控制 (fault self—recoverycontrol—FSC)技术用于一般工业过程控制的研究在我国还处于初级阶段。 本文介绍了笔者基于FDD与FSC技术系统地解决我公司中温返料循环流化床锅炉在运行过程中发生 的一些常见故障的情况，半年多来的运行效果表明锅炉在这些故障发生后还能够不依赖人且能够自 行恢复到正常状态或使锅炉带病运行到计划检修阶段而避免了临时停车，在很大程度上保证了CFB 锅炉在全自动状态下的安全运行和长周期运行。 关键词：故障检测与诊断；自愈控制；模型；cFB锅炉；安全运行 1前言一FDD、FTC和FSC的发展 动态系统的故障诊断与容错控制的有关思想最早出现于上个世纪的七十年代，我国的学者进行 这方面的研究则是在十年以后u1。以工程院高金吉院士为代表的北京化工大学DsE中心又在工程复 杂系统灾害形成与自愈控制研究方面发表了一些成果瞳¨3。。尽管目前在这个领域的一些研究方法、 理论都还不尽完善，针对许多未知的问题我们尚无法提供或真正实旌可靠的容错控制、自愈控制， 但作为一个多学科交叉的新兴领域，它对很多关系国计民生、国家安全的方面比如航天业、飞机制 造业、导弹系统、人造卫星等的不可或缺的特殊作用迫使我们应尽快将该技术发展到世界最前沿。 其实，故障诊断与容错控制及自愈控制技术可以更多地应用于一般工业领域，如核反应堆的控 制、各种大型旋转设备的控制、各种精馏塔、反应釜的控制等。下面就笔者将FDD、FTc和Fsc技 术用于cFB锅炉的一些常见故障处理的自动控制方案及应用效果加以阐述。先介绍三个关键的概念： and detection 所谓故障检测与诊断(fault diagnosis—FDD)就是确定一个系统是否发生了 参数或特性上的较大偏差并超出了可接受的范围，同时确定其发生的时间、位置、性质和规模u1。 t01erant 容错控制(fault control—FTc)：如果在执行器、传感器或元部件发生故障时，闭 环控制系统仍然是稳定的并仍具有较理想的特性，就可称此闭环控制系统为容错控制系统u3。 自愈控制(faultself—recoverycontrol—FSC)：当过程已发生了可控的运行故障，利用积 极主动的控制策略来自主自动地将大风险消灭于萌芽状态，而过程重新恢复到正常。 2CFB锅炉几个常见运行故障 循环流化床(cFB)锅炉以其燃料适应性强、燃烧效率高、负荷调节性能好、污染物排放低等 显著特点而在我国获得突飞猛进的发展，我国第一台装备于电站的循环流化床锅炉于1988年诞生 于山东明水热电厂，尽管cFB锅炉在我国的出现才二十多年，但无论从数量到单机规模目前都走在 了世界前列。据统计：截至到2008年底我国共有35t／h以上不同容量等级的循环流化床锅炉5000 多台。我公司3、4#cFB锅炉为东锅设计生产的中温中压锅炉(DG75／3．8211型)，尽管在设计时就 采用了低流速、高炉膛、中物料循环倍率、敷设长卫燃带等措施，并取得了良好的运行效果，但在 运行中还是会经常发生一些设备或工艺故障，如断煤、左右床温跑偏、床温测量元件损坏等，这些 问题不仅会影响锅炉的经济运行，更是对锅炉安全运行的极大隐患，因这些故障发生后处理不及时 ．22． 2010．12 1望长沙 循环流化床锅炉技术20lo年会 而导致停炉的案例都有报道。 断煤故障应该是发生最为频繁的一种故障，造成的原因有：煤的水分过大(如大于8