基于多元状态估计的热交换器多参数关联预警方法

• 作者: 张凤丽 潘辉 王金江
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 安全 热传导 结垢 热交换器 状态估计 故障预警 数据处理
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 过程系统工程
• 页码范围: 814-826
• 页数: 12页
• 分类号: TK172
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20210848

摘要

随着流程工业快速发展及工艺过程复杂程度的不断增加，作为核心装备的热交换器存在有效故障早期预警难的问题。以管壳式热交换器为例，提出一种针对热交换器故障早期预警的新方法。该方法基于工艺流体温度、压力、流量等易测量参数构建、选取表征热交换器传热和流阻性能的监测指标，并引入指数移动平均（EMA）算法进行数据处理与指标动态特征提取；在多元状态估计理论（MSET）的基础上，构建表征热交换器健康运行状态的三维健康记忆矩阵，实现热交换器多变工况的融合，避免工况变化对监测指标的影响，然后针对设备当前运行观测值计算实时偏差，实现热交换器运行状态评估及故障预警；通过统计计算过程中各指标实时偏差贡献率锁定异常参数，实现故障精准定位。实验结果表明，该方法能够实现泄漏量占工艺流体流量1%以上泄漏故障预警及垢层厚度占管径2.2%以上结垢故障预警。