A practical approach to improve alarm system performance: Application to power plant

Process safety in chemical industries is considered to be one of the important goals towards sustainable development. This is due to the fact that, major accidents still occur and continue to exert significant reputational and financial impacts on process industries. Alarm systems constitute an indispensable component of automation as they draw the attention of process operators to any abnormal conditi on in the plant. Therefore, if deployed properly, alarm systems can play a critical role in helping plant operators ensure process safety and profitability. How-ever, in practice, many process plants suffer from poor alarm system configuration which leads to nuisance alarms and alarm floods that compromise safety. A vast amount of research has primarily focused on developing sophisticated alarm management algorithms to address specific issues. In this article, we provide a simple, practical, systematic approach that can be applied by plant engineers (i.e., non-experts) to improve industrial alarm system performance. The proposed approach is demonstrated using an industrial power plant case study.

基于数据挖掘的火力发电厂锅炉给水泵振动故障监测

由于当前锅炉给水泵振动故障监测方法监测精度较低,无法及时对给水泵运行中潜在的故障隐患进行监测,因此在传统振动故障监测方法的基础上,引入数据挖掘技术,提出了一种新的给水泵振动故障监测方法。利用分频段控制技术的原理,提取给水泵振动故障频带特征;根据NSET故障监测模型与相似度理论,设定给水泵振动故障监测阈值;采用数据挖掘技术,设计给水泵振动故障监测流程,实现振动故障监测。通过实验分析可知,采用新的监测方法获得监测结果的准确率均在95.47%以上,且监测速度得到了显著提升,具有较高的可行性。

基于数据挖掘的发电厂烟气循环排放自动监测系统设计

为解决现有系统烟气参数监测误差大、监测范围小等问题,基于数据挖掘设计发电厂烟气循环排放自动监测系统。从软硬件两方面优化系统,先改装烟气监测仪、烟气采样探头和系统控制器,根据数据挖掘技术的应用要求调整数据处理器的内部结构。然后布设烟气监测点,利用数据挖掘技术自动获取烟气循环排放数据。最后计算排放量、浓度、流速等监测参数,通过实时监测数据的更新输出,实现系统的自动监测功能。系统测试实验得出:优化设计系统的烟气浓度、温度和流速的监测误差均较低。

矿区火电厂后备柴油发电机监控系统的设计与优化

矿区火电厂的生产环境复杂,一旦主电源出现故障,可能导致生产停滞、设备损坏甚至安全事故。因此,为保证稳定的电力供应,保护矿区生产和人员安全,有必要优化设计应用后备柴油发电机监控系统,在紧急情况下迅速启动,为关键设备提供电力,确保生产的连续性和安全性。鉴于此,本文分析了矿区柴油发电机的监控系统应用现状,明确柴油发电机组系统组成,而后就监控系统设计基本要求,以及监控系统设计结构及控制方法展开探讨,对该系统监控功能的具体实现进行分析,以期为更多矿区火电厂正常运行提供安全保障和支持。

煤矿企业输煤系统技术发展调研与分析

输煤系统在火力发电厂和煤矿两个行业中都扮演着重要的角色。通过对部分代表性煤矿输煤系统技术发展调研与分析,并结合电厂输煤系统的特点进行对比,对火力发电厂输煤系统提出合理化建议。

基于区块链的火电厂碳排放数据溯源存证系统研究与实现

为实现“碳达峰、碳中和”目标,生态环境部坚持对碳排放数据弄虚作假行为“零容忍”,持续对包括碳排放数据在内的环境数据造假行为保持高压态势。火电厂亟需建立一套碳排放数据的全链路溯源存证系统,确保碳排放数据可信、可靠,能够自证达到监管部门的核查要求。本文使用区块链技术、图像识别技术、流媒体视频截取以及存证技术,建立一套基于采样、制样、混样、检测/化验、留存的全链路溯源体系,有利于提升火电企业存证数据质量,为后续碳排放、碳配额核算提供可信的数据基础。

基于文本挖掘的核电厂运行事件致因分析

为了对核电厂运行事件的致因进行分析,本文基于文本挖掘技术和python工具对国家核安全局近几年通报的运行事件进行语料库构建和文本预处理,利用基于TF-IDF的SVD算法对原始特征项进行去噪降维处理,得到最大解释度的维度200维,接下来对文本中的相似描述进行分类归纳,最后得到34项核电厂运行事件致因,借助可视化词云图将事件致因词频统计结果呈现,构建共现网络以得出事件致因之间的关联性,用可视化事件致因的TF-IDF特征值分析事件致因的重要度。结果表明:设备相关事件和人因相关事件占核电厂运行事件的比例较大,相比于前两年的核电厂运行事件,后两年的核电厂运行事件中误碰和监督不到位两项致因的频率明显降低,核电厂应继续加强安全管理,重视运行事件防范。

基于文本挖掘的核电运行事件致险因素分析

核电厂运行经验的精准高效反馈是提升核电安全运行的重要手段。为辨识核电运行安全关键影响因素,文章选取2017—2021年的核电运行事件报告进行分析,采用文本挖掘方法,构建自定义词库对文本分词,回溯原始特征项在报告中的具体描述,将运行事件致险特征项进行可视化,改进基于词频—关联关系评估方法来识别运行事件致险特征项的重要程度。结果表明,目前核电运行事件中人因因素占比为60.21%,规程不完善是影响人因失误的首要因素,且人因因子的关联性普遍要优于管理因子和设备因子。

基于CNN-ABC-BiGRU的火电厂数据分析与应用研究

在大数据环境下,现代企业生产数据的挖掘与利用对提升企业经济效益与提质增效尤为重要。目前企业工艺数据的利用与维护,多依赖专家经验与传统数据分析方法,针对这些企业数据处理与分析存在的局限性和共性问题,以大数据环境下火电厂锅炉系统运行状态预测为例,提出了一种基于Hadoop框架的卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)-人工蜂群算法(Artificial Bee Colony,ABC)-双向门控循环网络(Bidirectional Gate Recurrent Unit,BiGRU)模型的主蒸汽流量预测方法。基于分布式预测模型对辽宁某电厂监测数据进行分析,结果表明,在预测波动较大的主蒸汽流量时,该方法在提升速度的同时,相较于传统BP、LSTM、GRU、BiGRU、CNN-BiGRU等模型,MAE值分别降低了61.188%、51.348%、46.342%、38.005%和20.560%,预测精度有所提高。

河南省煤矿矿井水资源综合利用研究

煤矿矿区长期大量疏排地下水不仅造成区域地下水资源被浪费,加剧了水资源短缺的矛盾,同时排至地表的矿井水也成为土壤、地表水、地下水及生态环境的污染源。研究了矿井水资源化利用情况和利用问题,分析了矿井水资源化利用途径以及矿井水的处理工艺,针对焦作矿区、鹤壁矿区、平顶山矿区、新密矿区、永城矿区等矿区,提出了切实可行的提高各矿区矿井水利用水平途径的措施,主要利用方向为向电厂供水、农业灌溉用水、工业用水、生态用水等。研究可减少因煤矿开采对水资源的浪费,从而为河南省缺水矿区工农业生产提供水资源保证。

数据挖掘及其在电厂SIS中的应用

针对电厂运行分析的实际需要,基于数据挖掘技术建立了定量关联规则的数据挖掘算法模型,编制了可用于实时数据分析的应用系统。给出了确定机组最佳运行参数以及评价运行水平等电厂运行数据分析的应用示例,表明数据挖掘方法可以在监控信息系统(SIS)中广泛用于机组运行分析与优化。

煤矿坑口电厂烟道气用于采空区防灭火技术研究

基于清洁生产的理念，以曹村矿11-214综放工作面为例，对坑口电厂烟道气用于煤矿采空区防灭火的可行性进行了数值计算。计算模型中引入了非均质孔隙率、在烟道气的处理中引入了多组分气体输运方程，计算结果显示：烟道气注入前自燃带位于距工作面（40-120）m的范围内，最大宽度为78m；烟道气注入后自燃带位于距工作面（49-62）m，最大宽度为9.5m，自燃带面积明显变小，并在注气口形成了耗氧汇。烟道气的动态运移规律显示，采空区数值计算应在以雷诺数为判定依据的基础上分区选择计算模型。通过采空区内不同位置烟道气运移连续监测，可获得采空区高效防灭火合理注入参数。

坑口电厂化水处理新工艺

简述了坑口电厂化水处理现有工艺及存在问题 ,介绍了反渗透 (RO) -电去离子(EDI)工艺及特点 ,从技术、经济和环境等方面探讨了RO -EDI工艺用于坑口电厂化水处理的可行性。RO -EDI对于坑口电厂化水处理是一种技术先进、经济效益。

数据挖掘方法在实时厂级负荷优化分配中的应用

介绍一种解决实时厂级负荷优化分配问题的方法。通过大量的分析现场数据,认为机组煤耗特性曲线不能进行回归和拟合,而是一些离散点连接而成的曲线。在默认热力学计算准确的条件下,分析了影响机组供电煤耗率的因素,研究了基于信息熵的多因素权重分配方法,结合海量历史数据相对准确地预测出各个工作点下的供电煤耗率,从而建立负荷与供电煤耗率之间的实时离散模型,采用动态规划法求得快速性和经济性约束条件下的全局最优解。该方法在大唐国际盘山电厂得到实际验证,结果证明该方法准确、实用。

基于电厂运行数据库的专业智能搜索引擎

电厂运行数据库中包含着大量的专业数据,从这些表面上孤立的专业数据中得出某些参数之间的相互关系是比较困难的。介绍了所设计的专业智能搜索引擎的基本架构,它是利用数据库中的数据挖掘和知识发现技术,结合专业算法开发的。可以从电厂运行数据库中挖掘出指定运行参数之间的一些特定关系,并可对挖掘的专业规则进行管理;最后,针对具体的电厂运行数据库,给出了专业智能搜索引擎的应用示例。

基于工况划分的电厂经济性指标挖掘

数据挖掘技术能充分提取出电厂SIS存储的大量生产数据中隐藏的生产规律。目前的电厂生产数据挖掘因受数据源不足、电厂生产过程了解不够等因素制约,存在原始数据量不够、非稳态数据挖掘、挖掘结果实际指导意义不足的问题。按电厂生产特点提出了基于工况划分、以关联规则为手段的电厂数据挖掘,同时以盘山电厂600MW机组1个月的历史数据为基础,抽取出所有稳态数据,在以负荷、循环水进口温度、煤质为外部条件进行工况划分的基础上,用关联规则对电厂经济性指标——供电煤耗率进行了挖掘,抽取出了相关工况下的运行模式。实际应用表明,该方法对机组运行经济性规律的分析及优化运行具有指导意义。

基于数据挖掘的火电厂最经济煤种决策方法

在分析煤质变化对火电厂运营成本影响的基础上,提出了综合评价发电企业的复合燃煤使用成本计算模型.基于数值型模糊关联规则数据挖掘方法,确定了煤质特性与发电企业的燃煤装卸倒运成本、污染物排放成本、原煤采购成本、脱硫系统运行成本、辅机耗电成本及设备维护成本的关联关系,提出了一种基于数据挖掘技术的最经济煤种决策方法.以某电厂3年历史运行数据为基础,对4种预采购煤种的复合燃煤使用成本进行了比较分析,在高价优质煤与低价劣质煤之间确定了最经济煤种.结果表明:燃煤采购决策既需要考虑发电企业生产过程的多个环节,也需要考虑燃煤价格因素及燃煤的煤质因素.燃用便宜的劣质煤不一定比燃用价格较高的优质煤更合算,一味追求高品质的高价煤或低价格的劣质煤都是不可取的,煤种2为该厂的最经济煤种.

不同污染区土壤汞的分布特征及变化规律

为揭示不同污染区重金属汞在土壤中的存在形态及分布特征,选取万山汞矿区、大龙燃煤电厂区为研究区域,以无污染区花溪区为对照,选择优化的Tessier连续化学浸提法进行汞的形态分析。结果表明:万山汞矿区与大龙燃煤电厂的土壤总汞平均值分别为22.7 mg/kg和0.648 mg/kg,均超过我国土壤环境质量二级标准(0.5 mg/kg),无污染对照区土壤总汞平均为0.179 mg/kg。在水平方向上,万山汞矿区靠近污染源的土壤汞含量相对较高,随着距离的增加而下降;大龙燃煤电厂区土壤汞在距燃煤电厂2.5 km范围内呈现先减小后增大的趋势。汞矿区土壤汞主要以残渣态(66.6%)为主,其次为有机结合态(30.0%);燃煤电厂则主要以有机结合态(75.7%)为主,其次为残渣态(17.46%);无污染区主要以残渣态(59.1%)为主,其次为有机结合态(28.9%)。内梅罗污染综合指数显示,万山汞矿区的土壤污染指数为107,为重度污染,这与污染源强度大有关,2004—2017年,总汞含量呈下降趋势;大龙燃煤电厂土壤污染指数为1.57,为轻度污染,同时土壤汞以有机结合态为主,潜在生物有效性相对较高,有一定的环境生态风险。

基于数据挖掘的核动力装置故障数据处理及属性约简算法研究

根据核动力装置故障数据的特点,利用数据挖掘法强大的知识发现功能,提出了一种新的数据标准化方法——距离标准化法,对核动力装置不同工况、不同单位数量级的故障数据进行标准化处理。根据参量的特点,利用各报警值点进行数据离散化,为数据离散化断点数量的选择提供了参考。利用概念格的属性约简方法,进行了属性的约简处理,得出用于故障诊断的核心属性、相对必要属性和不必要属性。利用文献中的数据,进行了属性约简计算,将现有的属性正确分类,在形式背景确定的情况下,利用核心属性即可准确诊断故障。

南方电网区域内输煤输电经济性比较研究

近年来随着环保要求的提升、发电煤耗的降低以及特高压直流输电技术的发展等各种因素的变化,输电输煤比较研究的基础逐渐改变。文章对南方电网区域内煤炭资源两种输送方式进行经济性比较,力求为煤炭资源输送方式的合理配置和煤电优化布局提供参考依据,以取得良好的社会经济和环境等综合效益。