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申请/专利权人：山东科技大学

摘要：本发明提供了一种基于参数辨识的一类汽水换热器报警监测方法及系统，其属于报警技术领域，所述方案采用仿真建模的方法来建立汽水换热器系统的安全运行区模型，克服了基于工业历史数据建立安全运行区模型的方法不具有外推性的缺点；同时，所述方案通过搭建汽水换热器系统的仿真模型，得到汽水换热器压力及其关联变量的正常数据，采用从正常仿真数据中估计的高维空间模型描述汽水换热器多个关联变量在正常运行状况下的可允许变化空间，充分考虑了多个变量之间的关联关系；同时，将当前工作点与几何空间边界的距离作为报警阈值，实现对汽水换热器系统多个变量的联合监控，有效避免了误报警和漏报警的问题。

主权项：1.一种基于参数辨识的一类汽水换热器报警监测方法，其特征在于，包括：基于汽水换热器系统的数学机理模型进行汽水换热器仿真模型的构建；基于汽水换热器压力、汽轮机的排汽量、低温水进口温度以及高温水出口温度的正常变化范围以及构建的汽水换热器仿真模型，获得汽水换热器压力、汽轮机的排汽量、低温水进口温度以及高温水出口温度的正常仿真数据；根据获得的汽水换热器压力、汽轮机的排汽量、低温水进口温度以及高温水出口温度的正常仿真数据，利用从正常仿真数据中估计的高维空间模型构建汽水换热器系统的安全运行区域模型；其中，所述安全运行区域模型用于描述汽水换热器系统处于安全运行状态时汽水换热器压力、汽轮机的排汽量、低温水进口温度以及高温水出口温度所处范围；通过将所述安全运行区域模型内数据点在超平面投影的方式，确定汽水换热器压力、汽轮机的排汽量、低温水进口温度以及高温水出口温度所对应的动态报警阈值；对于实时监测的汽水换热器系统的汽水换热器压力、汽轮机的排汽量、低温水进口温度以及高温水出口温度，根据其是否处于对应的动态报警阈值范围之内，确定是否触发报警；所述获得汽水换热器压力、汽轮机的排汽量、低温水进口温度以及高温水出口温度的正常仿真数据，具体为：基于汽水换热器系统对应的汽水换热器压力的正常变化范围、低温水进口温度的允许变化范围、高温水出口温度的允许变化范围以及汽轮机排汽量的计算表达式，通过汽水换热器仿真模型获得汽水换热器系统的正常仿真数据；汽水换热器系统的压力的多变量的函数表达式为： 汽水换热器总传热系数的表达式为： 其中，为汽水换热器压力；为汽轮机的排汽量；为低温水进口温度；为高温水出口温度；为汽水换热器总传热系数；为低温水管的根数；为低温水管的管长；为汽水换热器的比蒸汽负荷；为低温水管的外径；为低温水管的内径；为蒸汽凝结时放出的汽化潜热；为低温水的供水方式系数；为气体管的壁厚与材料系数；所述确定汽水换热器压力、汽轮机的排汽量、低温水进口温度以及高温水出口温度所对应的动态报警阈值，具体为：对于安全运行区域模型内的数据点，将数据点内的汽水换热器压力、汽轮机的排汽量、低温水进口温度以及高温水出口温度进行划分；基于划分的汽水换热器压力、汽轮机的排汽量、低温水进口温度以及高温水出口温度构建超平面；将数据点在所述超平面上进行投影，获得投影结果；基于安全运行区域模型内各数据点投影结果中汽水换热器压力、汽轮机的排汽量、低温水进口温度以及高温水出口温度的最大值和最小值，确定汽水换热器压力、汽轮机的排汽量、低温水进口温度以及高温水出口温度所对应的动态报警阈值；所述根据其是否处于对应的动态报警阈值范围之内，确定是否触发报警，具体为：对于获得的汽水换热器系统汽水换热器压力、汽轮机的排汽量、低温水进口温度以及高温水出口温度，当汽水换热器压力、汽轮机的排汽量、低温水进口温度以及高温水出口温度中任一过程变量处于其对应的动态报警阈值范围之外时，认为出现异常，触发报警；当所有汽水换热器压力、汽轮机的排汽量、低温水进口温度以及高温水出口温度均处于其对应的动态报警阈值范围之内时，不触发报警；对于一个数据点，当为正常数据点时将划分为三部分，分别是， 将其代入高维空间模型的数学模型中的第个超平面方程得： 其中，为高维空间模型中第个超平面的单位法向量中第维；为高维空间模型中第个超平面到原点的偏移距离；，分别为单位法向量的部分集合，对应于的拆分形式，表示为： 通过移项解得在该超平面上的投影，即： 数据点在第个超平面上的投影得到的数据点为： 14倘若数据点满足高维空间模型的数学模型，则为有效投影值；的动态报警值为所有有效投影值第维的最大值与最小值；分别令，得到所有汽水换热器压力、汽轮机的排汽量、低温水进口温度以及高温水出口温度的动态报警限；对于某一个异常数据点，其位于安全运行区域之外；距离最近的安全运行区域上的数据点的动态报警限即为的动态报警限；最近数据点通过解优化函数获得： 求解出，进而计算出异常数据点的动态报警限；获得所有汽水换热器压力、汽轮机的排汽量、低温水进口温度以及高温水出口温度的动态报警限之后，需要判断报警变量是否被触发；当在安全运行区域模型之内，或是所有的汽水换热器压力、汽轮机的排汽量、低温水进口温度以及高温水出口温度都在其各自对应的动态报警限之内时，取值为‘0’，没有触发报警信号；当在安全运行区域模型之外，即其中有某一汽水换热器压力、汽轮机的排汽量、低温水进口温度或高温水出口温度在报警限范围之外，取值为‘1’，触发报警信号；该过程表示为： 其中，为报警限范围的下限值，为报警限范围的上限值。

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百度查询： 山东科技大学 基于参数辨识的一类汽水换热器报警监测方法及系统