船用锅炉过热器故障诊断专家系统的研究

船用锅炉过热器故障诊断专家系统的研究

系统的数学模型，开发了锅炉过热器的故障诊断专家系统。该系统对锅炉过热器进行热偏差和管壁温度仿真模拟计算，并可对在线运行的锅炉进行预报，为锅炉的运行以及重新设计提供依据。

　　过热器是现代的船用主动力锅炉的关键部件，也是工作在最恶劣条件下的受热部件。当工作条件与设计工况偏离或设计上存在不足时，容易发生超温爆管，影响机组运行的安全性和经济性，甚至造成重大事故，带来巨大经济损失。因此，避免超温爆管是锅炉设计和运行所主要关心的问之。

　　理论，以舰船主动力锅炉为研究对象，运用，++6.0和河人1人8编程语言，开发了锅炉过热器的故障诊断系统。本系统基于界。001398平台，包括环境模拟模块核心计算模块推理模块显模块，形成个完整的软件包。为了验证故障诊断专家系统，作者对舰船主动力锅炉的过热器进行了故障诊断检测，并将诊断结果用维维以及色棒伪色彩方式显出来。验证结果明，过热器故障诊断系统的设计是成功的，对锅炉过热器的诊断也是可信2故障诊断专家系统的建立及结构根据热偏差理论分析，锅炉爆管事故大多数是由于设计计算方法不完善，使部分管子长期超温所致。舰船主动力锅炉普遍采用多套管的受热面，同屏片内般由多根管子组成，同屏片各管间差和流量偏差方面。具体现在管束前后烟气对各排管子的辐射吸热量的不均匀性，这部分热量占管束总吸热量的815左右；同屏片接受管间烟气的辐射吸热量的不均匀性；同屏片接受管间烟气的对流吸热量的不均匀性；外圈管子较长，它的受热面积和吸热量要比内圈管的大，阻力系数亦较内圈管大，因此蒸汽流量比内圈管小，焓增就比较大。

　　鉴于以上分析，我们采用新的数学模型对锅炉过热器热偏差进行计算。具体的算法可参阅文献2，本文不再详述。

　　理论，以舰用主动力锅炉为模型，研究和开发了锅炉过热器故障诊断专家系统，系统的结构框1.同时，建立了舰船主动力锅炉过热器的参数数据库，对于其他型号待诊断锅炉过热器，系统分页提供了参数输入界面，分别显锅炉过热器的热力参数设计参数和结构参数，用户可以按照画面提的给定格式填写数据，系统将自动生成新炉参数数据库。

　　核心计算模块中包括流量偏差计算结构热偏差计算换热偏差计算及金属管子壁面温度仿真计算模块。该模块具有良好的移植性。系统将这些计算结果转换成计算机或诊断专家系统能够识别的规则，或称为知识，并将它们存贮起来，以便于进行快速检索，或进行规划管理和修正。控制模块将把这些特征数据通知给核心计算模块，经过流量计算吸热计算热负荷计算，得到结构偏差流量偏差和换热偏差。然后把结果推入历史记录，作为推理模块结合核心计算的结果，通过演算，给出结论。下面对推理模块进行详细介绍。

　　3推理模块推理模块采用最常用的正向推理机制。正向推理是数据驱动的，从开始状态出发进行搜索与推理。

　　推理机从历史数据库中读取推理所用到的知识，按照系统设定的规则进行推理，给出答案。本系统采用的推理流程2.

　　现举例说明推理的过程。推理程序从个对专家系统的询问开始，比如用户对本系统提出询问选定的过热器有超温吗，系统通过询问接口进入推理处理模块。推理机首先从知识库选择可用的知识，对本询问来说就是，系统的知识库里对选定的过热器是否有超温的记录。接下来系统对选择知识进行判断如果没有相关的记录，系统进行是否有解的判断窗口，输出无解结论。若有此记录的话，系统进行下步推理，并进行个判断，即推理的结果是否为新。若为新结果，系统记录新结果，否则继续搜索知识库的相关知识，并重复推理判断，直到搜索完毕为止。搜索结束后，系统进行最后是否有解的判断，有解的话，给出解，若没有给出无解输出，并退出推理程序。

　　4结果验证故障诊断，并将诊断结果以形的方式显出来。

　　偏差。从中容易看出，沿炉膛宽度方向的热偏差在中间位置处有峰值，这也是炉宽方向的最大热偏差值。系统经过推理判断，此处第80管到第99管最有可能超过管材在设计工况下的许可温度，发舰船主动力锅炉的锅炉过热器单根管子的壁面温度分布情形4.中明，过热器蛇形管在初始管段换热较大，中现为斜率较大。在接近尾部，换热变得平缓。这种情况已得到参考文献中热偏差理论以及实验数据的证实。

　　值影响很大。

　　从这点来看合拢区某接头的横向应力，其应力已不是焊接应力，而是属于反作用应力。

　　⑶应力船体结构中沿船长方向的应力总纵应力是主要的，而船宽和船高方向的应力小得多。评定个焊接程序的合适性，就是要看它所形成的残余拉应力场与船体的总纵应力叠加后的影响如何。

　　4测量结果及分析测量记录经过处理得到合拢区各焊接阶段后被观测标距的变化量，即焊接变形量，如1.中数值前+标距增量；标距减量。NHS4351和NHS4352都是有个焊接阶段，仅先后次序有别。而NHS4353只有个焊接阶段。

　　2艘船各测量点的变形沿船长方向的平均值和垂直方向的平均值，2.

　　船长方向垂直方向船号右舷左舷右舷左舷从2看出合拢区所有焊接工作完毕后，艘船的各测量点的变形均为收缩，并且与焊接过程划分的阶段数量及焊接先后次序无关。

　　由于先将纵向构件焊接起来，使壳板环缝焊接时收缩的约束比NHS4352及3号船体上接第41页舰船主动力锅炉同屏热偏差及过热器壁温总体分布维仿真5告诉我们，由吸热偏差结构偏差和流量偏差等原因造成了锅炉过热器末端靠中间部位温度较高，而管数在80至99左右出现低温过热现象。在运行和中要对高温部位予以关注。

　　注。而锅炉过热器的设计者，要注意处理高温和低温部位的均衡。

　　5结论系统按照面向对象的程序设计方法设计，具有模块性封装性继承性可移植性和易维护性。系统基于1也8平台的32位应用软件包，符合计算机的发展趋势；系统具有运行稳定维护方便的特点；系统实现了离线诊断及控制，用户根据系统准确炉最优运行模式。

　　缝中的横向应力沿船长将要比23号船的大些。

　　比较1中1号及2号船的纵缝焊后内及横缝焊后内的变形数值可知，前者的变形特点是+，都有，数值偏小，而后者全是收缩，并且数值较大。可，横缝的焊接对变形起主要作用。

　　3纵缝的残余纵向拉应力与船体总纵应力方向致，仅位于区面积远小于环缝面积，而环缝的残余横向拉应力与船体总纵应力方向致占环缝的至少半的面积。因此越是降低环缝横向残余拉应力数值的焊接程序，应当越是优选的焊接程序。

　　5结论合拢区变形的测量结果与焊接变形理论的般规律相符。以焊接变形理论为基础拟定合拢区最佳焊接程序是可行的。

　　合拢区的焊接程序以先焊板缝，再焊纵向构件对接缝，最后焊接纵向构件腹板与壳板的角接缝为佳。

　　合拢区的板缝，以先焊环缝，把与纵缝交叉处的环缝中的焊缝铲除后，再把纵缝焊接为宜。

　　5人。库兹米诺夫，王承权译。船体结构的焊接变形。北京，国防工业出版社，1978故障诊断专家系统可以对在线运行的锅炉过热器进行预测性维护，即通常所说的第种维护。这样既可以防患于未然，又可以避免不必要的停炉，大大地提高了锅炉运行的安全性和经济效益。对锅炉的设计而言，本系统可以对设计所选定的锅炉过热器进行预先诊断检测，帮助选定过热器类型和进行热偏差计算。对炉型的改进和新炉型的设计提供了依据。