时间：2023-09-27 09:30:27
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【关键词】电力工程；影响因素；电气自动化技术；应用
1影响电力工程运行的因素
1.1自然因素。其因素主指在电力系统运行中，输配线路必须已多个的地区和自然环境中穿插，而其地区的气候环境与天气变幻都能对电网的基础设施存在一定程度的干扰和损害，例如线路老化等方面。如此就会导致电力输配线路运行造成巨大干扰，更甚者会发生漏电、断电的情况，影响社会安定性。
1.2人为因素。人为因素在电力工程的运行影响作用中重点显示在管理不完善这方面。也就是在电能的管理中，管理人员没使用任何与时的科学管理方式对电力系统实施有效管理，管理意识比较薄弱或偏离强化，在电力工程运行管理中无任何责任感，如此就极易导致电力安全问题的发生。
1.3技术设备因素。电力能源的输送，配置和管理过程中，因为电力工程人员的实践经验参差不齐，高尖综合型技术缺少，而且，电力输配网线和设备自身的质量、功能局限性，通常就会造成电力能源输配问题。
2 电气自动化技术概述
电气自动化技术是将现代的电子技术、信息的处理技术以及网络通信技术融为一体的基础上，发展起来的综合技术，是在电力工程的电力系统中实现远程监控以及监视管理的有效地途径。电气自动化技术在电力工程中发挥着越来越重要的作用，在新技术的广泛应用下，传统的技术正在逐渐的被取代，从而更加促进了电气自动化技术的发展。电气自动化技术，为电力系统的平稳运行提供了良好的条件，并且随着发展，电力系统也得到了更为优质的服务。电力系统自动化技术的要求主要有：①保证电力系统各部分的技术要求，以实现设备的安全以及经济，并以设备的实际运行为主要的依据，保证操作人员实际的控制和协调；②尽量的利用电气自动化技术进行安全性能的改善，从而可以减少事故，并能够节省人力，避免紧急事故的发生和发展；③还要对电力系统的整体数据以及参数进行检验、收集并对之进行处理，保证各系统的正常运行；④保证电力系统各部分的安全以及经济。
3 电力工程中的电气自动化技术
3.1变电站自动化。电力系统中变电站与输配电线路是联系发电厂与电力用户的主要环节。变电站自动化的目的是取代人工监视和电话人工操作，提高工作效率，扩大对变电站的监控功能，提高变电站的安全运行水平。变电站自动化的内容就是对站内运行的电气设备进行全方位的监视和有效控制，其特点是全微机化的装置替代各种常规电磁式设备；二次设备数字化、网络化、集成化，尽量采用计算机电缆或光纤代替电力信号电缆；操作监视实现计算机屏幕化；运行管理、记录统计实现自动化。
3.2电网调度自动化。现代的电网自动化调度系统是以计算机为核心的控制系统，包括实时信息收集和显示系统，以及供实时计算、分析、控制用的软件系统。信息收集和显示系统具有数据采集、屏幕显示、安全检测、运行工况计算分析和实时控制的功能。在发电厂和变电站的收集信息部分称为远动端，位于调度中心的部分称为调度端。软件系统由静态状态估计、自动发电控制、最优潮流、自动电压与无功控制、负荷预测、最优机组开停计划、安全监视与安全分析、紧急控制和电路恢复等程序组成。
3.3发电厂分散测控系统（DCS）。发电厂分散控制系统（DCS）一般采用分层分布式结构，由过程控制单元（PCU）、运行员工作站（OS）、工程师工作站（ES）和冗余的高速数据通讯网络（以太网）组成。过程控制单元（PCU）由可冗余配置的主控模件（MCU）和智能I/O模件组成。MCU模件通过冗余的I/O总线与智能I/O模件通讯。PCU直接面向生产过程，接受现场变送器、热电偶、热电阻、电气量、开关量、脉冲量等信号，经运算处理后进行运行参数、设备状态的实时显示和打印以及输出信号直接驱动执行机构，完成生产过程的监测、控制和联锁保护等功能。运行员工作站（OS）和工程师工作站（ES）提供了人机接口。运行员工作站接收PCU发来的信息和向PCU发出指令，为运行操作人员提供监视和控制机组运行的手段，工程师工作站为维护工程师提供系统组态设置和修改、系统诊断和维护等手段。
4电力工程中电气自动化技术的应用
4.1现场总线技术在电力工程中的应用。现场总线技术是指在电力工程现场将智能的自动化装置以及仪表控制设备进行连接，形成一体化的多向、串行、多站和数字化的信息网络，从而可以将数字通信、控制、智能传感器以及计算机等融为一体而形成的综合性的技术。在电力工程中，现场总线技术被广泛的应用，通过现场总线技术可以将变送器所控制的总的用电量收集后，将信号进行控制后集中到主控计算机上，然后根据数学模型进行计算进而做出判断，并最终将指令发送到控制设备上，从而实现电气自动化技术的应用。现场总线技术在电力工程中的应用是通过分散电力工程中的控制功能，并配备相应的计算机进行被控设备的信息处理，将信息与计算机相连接后，便不需要实现整个现场的控制，只需对信息进行相应的调度即可。实践证明，现场总线技术在电力工程中的应用，可以实现前置机与上位机的配合，可以从下方进行电力工程的控制，并且可以通过仪表进行控制，并最终实现高性能的电力系统的控制功能。在电力调度化技术日益发展的情况下，可以满足数据以及系统的多样化需求，并最终将电力系统中各个信息进行交换以及共享，实现电力工程的顺利进行以及电力系统的日益完善。
4.1主动对象数据库技术在电力工程中的应用。数据库技术在电力工程中的应用主要是用于电力系统的监视系统中，因此，这对系统的开发、继承、封装等都有很大的作用，引发了软件技术的变革。主动对象数据库技术在电力系统得到了广泛的应用和认可，并用来支持对象标准，因此与一般的关系数据库相比，主动对象数据库主要是对技术以及主动功能的技术支持，因此，在电力工程中也得到了广泛的应用。主动对象数据库是利用系统的监视功能，对对象函数进行利用，从而可以实现电力工程中电气自动化的应用，随着触发机制的使用，数据库监视得到了很好的控制与实现，从而节省了数据写入以及读出的时间，还对数据管理功能充分的进行利用，并得到了技术上的保证。当前，我国的数据库技术得到了很广泛的应用，并且监视系统也得到了很好的发展，电气自动化技术在电力工程以及日后的电力系统中并将得到更为完善的应用。
5 结束语
电气自动化系统应用领域非常广泛，从上个世纪五十年代开始发展到今天，电气自动化系统从开始局限于单项自动装置，到广泛采用远动通信技术装设模拟式调频装置和经济功率分配装置，再到后来以计算机为主体的电网实时监控系统的出现，电气自动化系统逐步迈入现代化发展的轨道。随着电力工程的发展，电气自动化程度将会越来越高，智能电气自动化技术应用也越来越广泛。
参考文献：
[1]孙琥.科学发展观旗帜下的工业电气自动化发展[J].硅谷，2009.
关键词：回转式空气预热器 折算压差 清洁因子
中图分类号：TM621.2 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）005-046-02
1 前言
回转式空气预热器是位于锅炉尾部烟道的低温受热面，相比于管式空气预热器，回转式空预器具有结构紧凑，节省钢材与场地，安装布置方便等优点，因而在大型电站锅炉中被广泛采用。但是由于其结构的特殊性，造成容易发生积灰，过量的积灰将造成传热恶化，增大阻力，严重时会造成受热面堵塞，使锅炉出力下降甚至造成停炉事故。
实践发现，相比于锅炉的其他受热面，回转式空气预热器的运行状况受积灰影响更为明显，而且需要进行更多的吹灰，因此及时的对回转式空气预热器受热面进行吹灰清扫操作，对维持其正常运行是非常重要的。传统的吹灰操作是按照运行规程规定，定时定量进行吹灰，同时，在必要的时候可根据运行人员凭借经验对吹灰频率进行微调。这种吹灰方式主观因素影响大，缺乏可操作性。不适当的吹灰除了会消耗大量的蒸汽，造成热量浪费外，还会损伤受热面，缩短其寿命。因此空预器受热面积灰状态监测对优化吹灰操作是非常有必要的。
监测积灰状态的核心是受热面清洁因子的计算，本文结合空预器的结构特点，建立了清洁因子计算模型，使用某燃煤电站330MW锅炉运行数据进行验证，结果显示该模型能反映空气预热器积灰状态，同时指出了现有吹灰策略存在过吹和吹灰不及时现象。
2 折算压差模型
运行经验表明，空预器吹灰前后烟气温度变化不大，利用传热特性来计算清洁因子难以反映积灰状态。回转式空预器的结构决定了，积灰后，其流通截面变小，烟气流速加快，受热面壁面粗糙度变大，流动阻力增加。因此，通过流动特性计算清洁因子是可行的。
3 模型验证和分析
某330MW燃煤电厂使用两台型号为LAP10320/2300的回转式空气预热器，每台空预器均配有两台吹灰器，一台位于烟气入口（蒸汽），一台位于烟气出口（双介质）。每台吹灰器上均配有半伸缩式吹枪，使用过热蒸汽或过热蒸汽和高压水作为吹灰介质。运行规程规定，每个运行班（6个小时）吹灰两次。
从机组历史数据库中随机抽取一天的数据对模型进行验证，选取该日期前后各5天中计算得到的最小折算压差作为空预器在清洁状态下的折算压差进行清洁因子计算。一天中清洁因子的计算结果见图1，可以发现，在清洁因子较小，即积灰比较严重的时候进行吹灰，清洁因子有较为明显的上升，之后慢慢回落。在清洁因子较大的情况下，回落速度较快，之后随着积灰增加，空预器受热面上的灰被烟气带走的速率增加，飞灰落到受热面上的速率和被带走的速率趋于一致，积灰速率变慢，清洁因子下降趋势减缓，模型计算结果基本符合预期。
研究发现，现有的吹灰策略并不经济，出现了吹灰过多和积灰严重时不及时吹灰现象。从图1可以看出，在1：25和2：54进行的两次吹灰时间间隔过短，此时受热面积灰较少，吹灰效果并不明显；8：22和13：20的两次吹灰则由于吹灰时间间隔较长，受热面上积灰较多，吹灰前后清洁因子有较大的提高，吹灰效果明显，但是空预器长时间工作在积灰严重的工况下，可能从某些方面影响了机组运行的安全性和经济性。
锅炉在运行过程中，受到各种不稳定因素的作用以及热工参数测量设备存在较大测量误差，尽管加入了取平均等滤波处理，计算清洁因子存在小范围的波动和部分异常的变化趋势仍不可避免，需要对模型进一步完善。同时在积灰监测的基础上，如何建立安全经济的吹灰规程也是需要进一步研究的问题。
4 结论
折算压差模型可以帮助运行人员直观地监测回转式空气预热器受热面的积灰状态，指导其进行安全经济的吹灰，避免过吹，造成蒸汽浪费和设备磨损或吹灰不及时，影响设备运行。
参考文献：
1热点因子计算方法
热点因子计算方法主要有3种：乘积法、统计法和混合法。乘积法是指把反应堆内可能出现的各种最不利因素连乘起来；该方法过于保守，不利于提高反应堆的经济性。统计法是指把反应堆内可能出现的各种不利因素的变化看出按统计规律分布，然后再按统计规律去综合各参数对计算参数的影响；这样的计算结果有一定的超过设计限值的概率，在一定程度上不利于反应堆的安全。混合法是介于上述两种方法之间的一种方法，它把与元件加工、装配等有关的参数当做统计分布，这些参数先按统计法处理得出一个热点因子，然后再与其他热点因子连乘，最后得到一个总的热点因子。为了保证反应堆的安全，同时提高反应堆的经济性，混合法是最好的分析方法。本文采用混合法对多层套管元件的工程热点因子敏感性分析。
2HFETR热点因子计算
2.1燃料元件热工分析
燃料元件盒表面的名义壁温可表示成。
2.2工程因子
为了对贮存水池的散热能力进行计算，必须对贮存水池内的现有热源进行统计，给出不同储存历史的乏燃料元件剩余释热。选用“魏格纳-韦”经验公式对水池内的乏燃料元件剩余释热计算。王家丰等于1979年根据元件加工标准、有关的热工水力试验结果及运行定值等确定了HFETR的热点因子[1]（简称为“1979版”）。根据现目前反应堆运行测量技术、HFETR燃料组件技术条件[2-6]、HFETR热工计算方法[7-8]等方面，提出一套新的工程因子（简称为“2013版”）。“2013版”对不确定的参数沿用以往的值，与1979年的工程因子的比较见表1。
2.3计算结果比较及分析
2.3.1各层燃料元件最高壁温计算结果比较以HFETR85-II炉各燃耗步中最大盒功率的燃料元件为分析对象，反应堆运行功率为75MW。设定一次水入口水温45℃，燃料元件入口平均流速6.74m/s。首先利用HFETR带肋多层套管元件流场及温度场数值模拟程序CASH计算得出燃料元件名义参数，再以此为输入，利用GCYZ程序对燃料元件壁温的工程因子温升进行计算。两套不同的工程因子附加温升及各层燃料元件最高壁温见表2。由计算结果可以看出，修正后的工程因子加温升较以前降低，平均小6.02℃，而最大壁温处的工程因子附加温升可降低6.83℃。可以看出，以往所考虑的工程因子是偏保守的。
2.3.2HFETR85-II炉燃料元件热工计算比较根据物理计算结果，计算出不同燃耗棒位下的热盒元件运行功率下壁面最高温度，以及根据HFETR元件稳态工况下的热工设计准则，计算出不同燃耗棒位下当燃料元件包壳最高温度达到190℃时，热盒元件及相应的HFETR堆芯允许运行功率（表3）。表3中PB为元件盒功率。为反应堆最大允许功率。由计算结果可以看出，修正工程因子后不同燃耗棒位下的热盒元件运行功率下壁面最高温度的工程因子附加温升较以前降低约5.8℃，各不同燃耗棒位下HFETR堆芯允许运行功率提高约5MW。
3结束语
关键词：气动力；工程估算；自动处理；Matlab应用
1 前言
在飞机研制设计方案初期，由机初步设计方案的参数需要经常调整，而通过风洞试验和数值计算获取飞机气动力参数比较耗时，难以在较短时间内跟上参数调整的步伐，工程估算方法能够快速得出飞机不同气动布局的主要气动特性，以便通过反复迭代来对方案进行优化设计，因此工程估算在这期间占有比较重要的地位。然而，当前使用的工程估算的计算方法已经严重落后，没有最大限度展现出它在飞机方案设计阶段所具有的优势，其中主要问题在于：
1.1 目前采用的工程估算方法耗费的时间太长：工程估算的计算公式主要来源于大量风洞试验结果和前人经验总结，大部分属于半经验公式，计算过程中很多的气动参数要查阅图表，根据目前型号飞机的工程估算来看，提供一套完整的飞机气动导数，至少要查300个左右的图表，一个熟练的设计人员将近75%的时间耗费在查图取数上面，极大浪费了人力。
1.2 计算的结果累积误差较大：查表取数的过程中，图表网格稀疏，数据取值存在误差，并且不同设计人员从图上读到的数据也存在差异，而飞机的气动导数是相互联系相互影响的，前面导数的计算误差对后续导数的计算有很大的影响，这种误差的积累造成计算结果精度较差。
1.3 计算结果重复性不高：一方面，由于计算公式没有固化，因而同一总体参数下不同期的计算结果可能存在差异，另一方面，同一设计人员在不同时间的查图所得数据也存在差异。
出现这些问题的根源就是没有形成一套完整的自动化处理软件或者计算程序，结合目前的实际情况，文章基于Matlab等一些工程应用软件，提出一种方便、有效、快速实现对飞机气动力工程估算自动处理的方法。
2 实现工程估算程序化处理的方案流程
计划方案如图1。
图1 工程估算程序化处理方案的流程示意图
方案流程说明：第一步，建立整体方案的标准化库，由于整个方案实现的子程序和涉及的飞机气动力参数很多，为了便于设计人员相互协作并且使程序调用参数方便，在方案实施开始阶段要统一规定数据存储方式、各全局变量符号的定义、功能函数的命名方式等。第二步，开始对所有的曲线图表数字化，每条曲线存储为二维数组，同一图表的曲线统一存储在一个结构变量名下，最后根据命名规则存储为数据文件。第三步，编写查图所需参数的子函数，调用图表数据文件并根据曲线形态编写插值函数，然后存储为标准的M文件；然后根据飞机气动特性分类，根据参考公式和适用范围，编写每部分的子函数。第四步，对主程序的主要部分分别定义，做到计算状态、参数输入、计算方式的定义都通俗易懂，然后对程序各部分调试，验证程序运行无误并且没有冲突。第五步，对结果输出格式进行描述，调用曲线绘图等功能。第六步，后期处理工作，主要是编写可视化界面，方便结果的输入和输出，对飞机的气动特性有更直观的描述。
3 实现过程
3.1 图表曲线的数据化处理
由于工程估算需要查阅大量图表，因此首先解决的是联合getdata、Excel、Matlab软件的功能实现图表曲线的数据化过程：利用getdata软件主要利用它的自动取点功能，Excel可以将取到的数据点进行单调排序，利用Matlab读取数据并存储统一格式。以飞机机翼零升阻力估算时的升力面修正因子的经验曲线为例，它是马赫数和机翼最大厚度线后掠角的函数，数据化建模的过程如下：
3.1.1 把图像保存为.BMP位图文件，然后导入getdata软件，利用getdata软件定义好纵横坐标，利用它的自动取点功能把每条曲线转化成二维数组。得到的二维数组一定保证X坐标为单调函数（可以借助EXCEL的升序排列功能）。
3.1.2 在Matlab中建立图表数据的结构变量，例如：curve（M1，M2，M3，M4），假设M1， M2， M3， M4分别表示M1=0.25，M2=0.6，M3=0.8，M4=0.9的四条曲线，通过把取点得到的四个二维数组分别赋值给curve.M1，curve.M2，curve.M3，curve.M4。
3.1.3 利用Matlab的SAVE功能将结构变量存储为数据文件，例如：save curveXXX.mat curve（具体运用时可根据图表编号来命名，方便查找）以便以后的程序直接调用取值。
3.2 建立曲线取值的子函数
建立图表数据库后，还要从数据库中准确查找所对应的参数，才能达到精确取值的目的，根据2.1节建立的数据文件，如果给出最大厚度线后掠角？撰t/c，max和马赫数M，这就需要从curveXXX.mat文件中检索出所对应的RLS值。由于原始图表里面只有四条曲线，相对应只有四个二维数组，如果要查找任意马赫数下的RLS，那么唯一的办法就是插值，插值的具体方法可以用两点线性插值，三点线性插值或者非线性插值，选用什么方法根据曲线形态来决定。如果这些都写到主程序，那么会造成不易修改而且容易出错，为避免程序臃肿，可以使用Matlab的特色功能，建立一个曲线取值的功能函数。这个功能函数（M文件）可以供任何子函数调用。
3.3 创建分块函数
根据飞机气动力工程估算主要内容，可以根据飞机的气动特性分类建立分块函数，如升力特性、阻力特性、俯仰力矩特性等；也可以根据飞机部件来定义，例如机翼气动特性、机身气动特性、尾身组合体气动特性等。分块函数是互不干扰，可以互相调用彼此结果。以升力特性计算为例，其创建过程为：
3.3.1 定义函数function[Cy0，Cymax，C■■，？琢0，…]=ShengLiTeXing（bA，l，S，…），其中括号里面Cy0，Cymax，C■■，？琢0表示函数返回值，也就是要计算的气动导数方面输出，可根据需要进行添加；小括号里面bA，l，S表示变量名，也就是需要输入的飞机总体参数。
3.3.2 编写各气动导数的计算过程，例如需要查图1的曲线数值，那么可以直接调用子函数RLS=curve（M，？撰t/c，max）读取数据。
3.3.3 将计算的各参数结果统一存在规定格式的文件中，方便其它函数调用数据。
3.4 主程序运行示意图
前面建立很多各部分子函数和分块函数，其主要目的是简化主程序行数，方便输入，方便读写，复杂部分均写成了函数，让没有使用过Matlab的设计人员也能够娴熟调用函数并进行计算，以图2为例，主程序仅包含四个部分内容：
3.4.1 标号1部分的主要功能是进行计算空间的内存清理和所有计算方法的来源（参考资料），这部分不需要改动，仅供分析计算结果时参考；
3.4.2 标号2部分是计算状态输入和说明，包含飞行马赫数、飞行高度、大气运动粘性系数等，和所要计算的飞机飞行状态密切相关；
3.4.3 标号3部分主要是飞机主要几何参数输入，例如机翼形状参数，机身外形参数以及尾翼外形参数等，此处要求参数尽可能简化，中间参数不需要输入，具体输入参数需求根据计算内容而定。
3.4.4 标号4部分为主要的计算内容，根据需要计算的气动导数来调用相关函数，也可以在此对所需要的气动导数进行输出。例如，需要查看全机的C■■，那么仅需要输入C■■即可在Matlab主程序的运行状态栏即可看到C■■的输出结果。
4 界面可视化
根据前三节实现了气动力工程估算的自动处理的整个过程，并且程序也能够被不熟悉Matlab的人员操作使用，但存在参数输入不方便，容易对总体参数的输入产生错误，并且输出结果不便查找（需要对照符号表查找计算的导数符号）数值，输出不直观等问题。因而，需要对整个方案进行后期的可视化封装，这不仅使界面明了清晰，并且还可以对计算结果进行特定处理，更加直观体现飞机的气动特性。
4.1 参数输入功能：建立参数输入对话界面，通过中文文字说明，参数输入过程将不再需要和符号一一对应，这不仅减小了人为的输入错误，也提高了效率。
4.2 计算与数据输出： 参数输入完成以后，即可点击开始计算，默认状态下时将把可能计算的所有气动导数完全计算，实际编写程序时可加入对特定的导数进行计算。计算完成后可以将计算结果按已设定好的数据格式进行输出。
5 结束语
飞机气动力工程估算是飞机气动布局设计的一项重要工作，它的发展关系飞机气动布局设计的时间和成本。文章通过Matlab软件，提供了一种飞机气动力工程估算程序化自动处理方法，对存在的主要技术问题提供了解决的办法。这种工程估算程序化自动处理方法在XXX飞机气动力工程估算的过程中实现部分应用，体现出了高效、快捷的特点，并且计算结果的重复性精度很高。不足之处是功能还不是很强大。参考国内外同行在这方面的经验，基于文章基础，可以在后续工作将逐步加入结果分析、参数优化设计等功能，为设计人员提供一个较为完善的计算处理软件。
参考文献
[1]飞机设计手册总编委会.飞机设计手册（第六册）[M].北京：航空工业出版社，2002.
[2]董辰辉.MATlAB2008 全程指南[M].北京：电子工业出版社，2009.
[3]谭浩强.C++面向对象程序设计[M].北京：清华大学出版社，2009.
[4]达恩・亨赛尔曼.精通Matlab[M].西安：李人厚，等译.西安交通大学，1997.
作者简介：陈春鹏，男，工程师，研究方向：飞机气动力设计。
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世界与中国发电量和装机容量的预测模型史清 姚秀平 (147)
整体煤气化联合循环系统中采用独立或整体化空气分离装置的探讨高健 倪维斗 李政 (152)
通过联产甲醇提高整体煤气化联合循环系统的变负荷性能冯静 倪维斗 李政 (157)
桦甸油页岩及半焦孔结构的特性分析孙佰仲 王擎 李少华 王海刚 孙保民 (163)
含表面裂纹T型叶根应力强度因子的数值计算王立清 盖秉政 (169)
600MW机组排汽管道内湿蒸汽的数值模拟石磊 张东黎 陈俊丽 李国栋 (172)
额定功率下抽汽压损对机组热经济性的影响郭民臣 刘强 芮新红 (176)
汽轮机排汽焓动态在线计算模型的研究闫顺林 徐鸿 李永华 王俊有 (181)
扇形喷孔气膜冷却流场的大涡模拟郭婷婷 邹晓辉 刘建红 李少华 (185)
高速旋转光滑面迷宫密封内流动和传热特性的研究晏鑫 李军 丰镇平 (190)
微型燃气轮机向心透平的性能试验邓清华 倪平 丰镇平 (195)
微型燃气轮机表面式回热器的应力分析张冬洁 王军伟 梁红侠 曾敏 王秋旺 (200)
锅炉技术
大容量余热锅炉汽包水位的建模分析王强 曹小玲 苏明 (205)
新型内直流外旋流燃烧器流场特性的研究周怀春 魏新利 (210)
汽包锅炉蓄热系数的定量分析刘鑫屏 田亮 赵征 刘吉臻 (216)
吹灰对锅炉对流受热面传热熵产影响的试验研究朱予东 阎维平 张婷 (221)
自动控制与监测诊断
电站设备易损件寿命评定与寿命管理技术的研究 史进渊 邹军 沈海华 李伟农 孙坚 邓志成 杨宇 (225)
ALSTOM气化炉的模糊增益调度预测控制吴科 吕剑虹 向文国 (229)
应用谐振腔微扰法在线测量发电机的氢气湿度田松峰 张倩 韩中合 杨昆 (238)
激光数码全息技术在两相流三维空间速度测量中的应用浦兴国 浦世亮 袁镇福 岑可法 (242)
应用电容层析成像法测量煤粉浓度的研究孙猛 刘石 雷兢 刘靖 (246)
无
中国动力工程学会锅炉专委会2008年度学术研讨会征文 (237)
《动力工程》 (F0004)
工程热物理
油页岩流化燃烧过程中表面特性的变化孙佰仲 周明正 刘洪鹏 王擎 关晓辉 李少华 (250)
高温紧凑板翅式换热器稳态和动态性能的研究王礼进 张会生 翁史烈 (255)
神华煤中含铁矿物质及其在煤粉燃烧过程中的转化李意 盛昌栋 (259)
环境科学
温度及氧含量对煤气再燃还原NOx的影响孙绍增 钱琳 王志强 曹华丽 秦裕琨 (265)
电厂除尘器的改造方案原永涛 齐立强 张栾英 刘金荣 刘靖 (270)
湿法烟气脱硫系统气-气换热器的结垢分析钟毅 高翔 霍旺 王惠挺 骆仲泱 倪明江 岑可法 (275)
低氧再燃条件下煤粉均相着火温度的测量肖佳元 章明川 齐永锋 (279)
垃圾焚烧飞灰的熔融固化实验潘新潮 严建华 马增益 屠昕 王勤 岑可法 (284)
填料塔内相变凝结促进燃烧源超细颗粒的脱除颜金培 杨林军 张霞 孙露娟 张宇 沈湘林 (288)
灰分变化对城市固体垃圾燃烧过程的影响梁立刚 孙锐 吴少华 代魁 刘翔 姚娜 (292)
文丘里洗涤器脱除燃烧源PM2．5的实验研究张宇 杨林军 张霞 孙露娟 颜金培 沈湘林 (297)
锅炉容量对汞富集规律的影响杨立国 段钰锋 王运军 江贻满 杨祥花 赵长遂 (302)
循环流化床内污泥与煤混烧时汞的浓度和形态分布吴成军 段钰锋 赵长遂 王运军 王乾 江贻满 (308)
能源系统工程
整体煤气化联合循环系统的可靠性分析与设计李政 曹江 何芬 黄河 倪维斗 (314)
基于统一基准的整体煤气化联合循环系统效率分析刘广建 李政 倪维斗 (321)
采用串联液相甲醇合成的多联产系统变负荷性能的分析冯静 倪维斗 黄河 李政 (326)
超临界直流锅炉炉膛水冷壁布置型式的比较俞谷颖 张富祥 陈端雨 朱才广 杨宗煊 (333)
600MW超临界循环流化床锅炉水冷壁的选型及水动力研究张彦军 杨冬 于辉 陈听宽 高翔 骆仲泱 (339)
锅炉飞灰采样装置结露堵灰的原因分析及其对策阎维平 李钧 李加护 刘峰 (345)
采用选择性非催化还原脱硝技术的600MW超超临界锅炉炉内过程的数值模拟曹庆喜 吴少华 刘辉 (349)
一种低NOx旋流燃烧器流场特性的研究林正春 范卫东 李友谊 李月华 康凯 屈昌文 章明川 (355)
燃煤锅炉高效、低NOx运行策略的研究魏辉 陆方 罗永浩 蒋欣军 (361)
130t／h高温、高压煤泥水煤浆锅炉的设计和调试程军 周俊虎 黄镇宇 刘建忠 杨卫娟 岑可法 (367)
棉秆循环流化床稀相区传热系数的试验研究孙志翱 金保升 章名耀 刘仁平 张华钢 (371)
汽轮机与燃气轮机
汽轮机转子系统稳态热振动特性的研究朱向哲 袁惠群 张连祥 (377)
直接空冷凝汽器仿真模型的研究阎秦 徐二树 杨勇平 马良玉 王兵树 (381)
空冷平台外部流场的数值模拟周兰欣 白中华 张淑侠 王统彬 (386)
环境风对直接空冷系统塔下热回流影响的试验研究赵万里 刘沛清 (390)
电厂直接空冷系统热风回流的数值模拟段会申 刘沛清 赵万里 (395)
考虑进气预旋的离心压缩机流动的数值分析肖军 谷传纲 高闯 舒信伟 (400)
自动控制与监测诊断
火电站多目标负荷调度及其算法的研究冯士刚 艾芊 (404)
转子振动信号同步整周期重采样方法的研究胡劲松 杨世锡 (408)
利用电容层析成像法测量气力输送中的煤粉流量孙猛 刘石 雷兢 李志宏 (411)
工程热物理
气化炉液池内单个高温气泡传热、传质的数值模拟吴晅 李铁 袁竹林 (415)
环境科学
富氧型高活性吸收剂同时脱硫脱硝脱汞的实验研究刘松涛 赵毅 汪黎东 藏振远 (420)
酸性NaClO2溶液同时脱硫、脱硝的试验研究刘凤 赵毅 王亚君 汪黎东 (425)
湿法烟气脱硫系统中石灰石活性的评价郭瑞堂 高翔 王君 骆仲泱 岑可法 (430)
烟气脱硫吸收塔反应过程的数值模拟及试验研究展锦程 冉景煜 孙图星 (433)
不同反应气氛下燃料氮的析出规律董小瑞 刘汉涛 张翼 王永征 路春美 (438)
循环流化床锅炉选择性非催化还原技术及其脱硝系统的研究罗朝晖 王恩禄 (442)
O2／CO2气氛下煤粉燃烧反应动力学的试验研究李庆钊 赵长遂 武卫芳 李英杰 段伦博 (447)
生物质半焦高温水蒸汽气化反应动力学的研究赵辉 周劲松 曹小伟 段玉燕 骆仲泱 岑可法 (453)
蜂窝状催化剂的制备及其性能评价朱崇兵 金保升 仲兆平 李锋 翟俊霞 (459)
能源系统工程
基于Zn／ZnO的新型近零排放洁净煤能源利用系统吕明 周俊虎 周志军 杨卫娟 刘建忠 岑可法 (465)
IGCC系统关键部件的选择及其对电厂整体性能的影响——（3）气化炉合成气冷却器与余热锅炉的匹配高健 倪维斗 李政 椙下秀昭 (471)
IGCC电厂的工程设计、采购和施工成本的估算模型黄河 何芬 李政 倪维斗 何建坤 张希良 麻林巍 (475)
火电机组回热系统的通用物理模型及其汽水分布方程的解闫顺林 胡三高 徐鸿 李庚生 李永华 (480)
平板V型小翼各参数对风力机功率系数的影响汪建文 韩炜 闫建校 韩晓亮 曲立群 吴克启 (483)
部分痕量元素在油页岩中的富集特性及挥发行为柏静儒 王擎 陈艳 李春雨 关晓辉 李术元 (487)
核科学技术
核电站电气贯穿芯棒热老化寿命评定技术的研究黄定忠 李国平 (493)
国产首台百万千瓦超超临界锅炉的启动调试和运行樊险峰 张志伦 吴少华 (497)
900MW超临界锅炉机组节能方略初探李道林 徐洪海 虞美萍 戴岳 林英红 (502)
循环流化床二次风射流穿透规律的试验研究杨建华 杨海瑞 岳光溪 (509)
Z型和U型集箱并联管组流动特性的实验研究韦晓丽 缪正清 (514)
汽轮机和燃气轮机
裂纹参数对叶片固有频率影响的研究葛永庆 安连锁 (519)
不同翼刀高度控制涡轮静叶栅二次流的数值模拟李军 苏明 (523)
椭圆形突片气膜冷却效率的试验研究李建华 杨卫华 陈伟 宋双文 张靖周 (528)
自动控制与监测诊断
大机组实现快速甩负荷的现实性和技术分析冯伟忠 (532)
大型风力发电机组的前馈模糊-PI变桨距控制高峰 徐大平 吕跃刚 (537)
基于过程的旋转机械振动故障定量诊断方法陈非 黄树红 张燕平 高伟 (543)
采用主成分分析法综合评价电站机组的运行状态付忠广 王丽平 戈志华 靳涛 张光 (548)
电站机组数据仓库的建设及其关键技术蹇浪 付忠广 刘刚 中鹏飞 郑玲 (552)
撞击式火焰噪声信号的分形特性分析颜世森 郭庆华 梁钦锋 于广锁 于遵宏 (555)
工程热物理
冷却风扇变密流型扭叶片设计方法及其气动特性的数值研究王企鲲 陈康民 (560)
考虑进水温度的蒸汽喷射泵一维理论模型李刚 袁益超 刘聿拯 黄惠兰 (565)
双排管外空气流动和传热性能的数值研究石磊 邢苍 李国栋 陈俊丽 (569)
辅机技术
600MW汽轮机组再热主汽阀门阀杆的热胀及其影响时兵 金烨 (573)
温度和压力对旋风分离器内气相流场的综合影响万古军 孙国刚 魏耀东 时铭显 (579)
一种新型空气预热器及其性能分析李建锋 郝峰 郝继红 齐娜 冀慧敏 杨迪 (585)
横向风对直接空冷系统影响的数值模拟吕燕 熊扬恒 李坤 (589)
间接空冷系统空冷散热器运行特性的数值模拟杨立军 杜小泽 杨勇平 (594)
水轮机技术
减压管状态对混流式水轮机流场的影响梁武科 董彦同 赵道利 马薇 石峯 刘晓峰 王庆永 (600)
环境科学
循环流化床O2／CO2燃烧技术的最新进展段伦博 赵长遂 屈成锐 周骛 卢骏营 (605)
海水烟气脱硫技术及其在电站上的工程应用杨志忠 (612)
应用差分光谱吸收法监测SO2的固定污染源连续排放监测系统许利华 李俊峰 蔡小舒 沈建琪 苏明旭 唐荣山 欧阳新 (616)
溶胶凝胶法制备CuO／γ-Al2O3催化剂及其脱硝活性的研究赵清森 孙路石 石金明 殷庆栋 胡松 向军 (620)
N2气氛下活性炭的汞吸附性能周劲松 王岩 胡长兴 何胜 骆仲泱 倪明江 岑可法 (625)
准格尔煤灰特性对其从电除尘器中逃逸的影响齐立强 原永涛 阎维平 张为堂 (629)
能源系统工程
中国整体煤气化联合循环电厂的经济性估算模型黄河 何芬 李政 倪维斗 何建坤 张希良 麻林巍 (633)
以甲烷重整方式利用气化煤气显热的甲醇-电多联产系统高健 倪维斗 李政 (639)
关键词：双重非均匀性 燃毒物颗粒 燃耗计算
中图分类号：TL333 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）08（c）-0247-03
Preliminary Analysis of Double Heterogeneity Effects on Burnup calculation
Qin Dong Ju Haitao Qiang Shenglong Ni Dongyang Wei Yanqin
（Science and Technology on Reactor System Design Technology Laboratory，Nuclear Power Institute of China，Chengdu Sichuan，610041，China）
Abstract：The dispersion fuel is an advanced fuel element form，which has advantages of high burnup，strong ability of containing fission products and good thermal conductivity. The dispersion fuel cell has both lattice heterogeneity and fuel core heterogeneity，which has an intrinsic characteristic of double heterogeneity.And a certain amount of burnable poison particles can be arranged in the fuel core in order to control the reactivity.If calculating dispersion fuel with burnable poison particles in a homogeneous way，the absorption will be over evaluated and a certain deviation will be introduced.This paper studies the double heterogeneity effect on burnup calculation in dispersion fuel element with MOI code.
Key Words：Double Heterogeneity；Burnable Poison Particle；Burnup Calculation
弥散燃料是一种先进的燃料元件形式，它由燃料颗粒（U、Pu的化合物）弥散分布在惰性基体材料（如金属、陶瓷或者石墨等非裂变材料）中构成。弥散型燃料元件在一般非均匀性（燃料芯体、包壳、慢化剂或冷却剂）之外引入了新的非均匀性，即燃料芯体的非均匀性（燃料颗粒、可燃毒物颗粒弥散分布在基体材料中），形成燃料元件的双重非均匀性。对于此类燃料特别是在含有可燃毒物颗粒的情况下，如果仍然采取工程上常用的均匀化混合处理的方式，即将燃料及可燃毒物颗粒和基体材料均匀化混合，有可能高估可燃毒物的吸收，造成一定的计算偏差[1]。
该文基于弥散型燃料，使用MOI程序对弥散燃料单板栅元模型进行了计算，初步分析了双重非均匀性对燃耗计算的影响。
1 研究内容
研究基于单板燃料栅元，栅元可分为燃料芯体、包壳和慢化剂三部分。其中燃料芯体是弥散在金属基体中的UO2以及硼可燃毒物颗粒。在实际计算建模时，对栅元芯体采用两种处理方式：（1）认为UO2颗粒、可燃毒物颗粒以及金属基体均匀混合，形成单一混合物材料，不妨将该计算模型称为均匀模型，模型示意见图1所示；（2）将UO2和金属基体材料均匀混合（计算表明，UO2颗粒的双重非均匀效应对计算结果影响较小，本次不做考虑），认为可燃毒物颗粒独立存在（可燃毒物颗粒作为一个独立燃耗区），不妨将该计算模型称为颗粒模型，模型示意如2所示。
2 MOI程序
MOI[2，3]程序系统是基于连续能量蒙特卡罗方法开发的堆芯燃耗计算程序，可在UNIX或LINUX平台下运行，可以实现并行的调棒临界燃耗计算，具有蒙特卡罗方法可处理任意几何、异性散射、任意边界条件等优点，其基本流程如图3所示。同时MOI采用了独特的混合燃耗计算模式，可计算多种类型可燃毒物（包括弥散的可燃毒物颗粒），并且该软件具有较高的燃耗计算精度，适用于该文的研究。
3 计算结果分析
3.1 均匀模型与颗粒模型比较
弥散燃料单板栅元的均匀模型与颗粒模型燃耗计算结果如图4所示。从图中可见，均匀模型和颗粒模型的单板栅元Kinf随燃耗变化的趋势基本一致，但在燃耗初期以及燃耗中期有一定的计算偏差。燃耗初期均匀模型Kinf偏小，与颗粒模型相比相对偏差接近-5.0%。这是因为均匀模型中将可燃毒物与燃料混合处理，高估了可燃毒物对中子的吸收；燃耗中期均匀模型Kinf偏大，与颗粒模型Kinf的相对偏差约2.0%。总体上看，均匀模型与颗粒模型Kinf相对计算偏差呈现从负到正，再逼近零的变化。相对计算偏差由负变正的燃耗时刻约在30000 MWD/tU左右，出现最大正值的燃耗时刻约在60000 MWD/tU左右。
不同计算模型B-10核子密度随燃耗的变化见图5所示。从图5中可见，不同计算模型B-10核子密度随燃耗增加单调递减。但颗粒模型与均匀模型B-10核子密度的差随燃耗增加出现了先增加后减少的现象。可燃毒物核子密度差值最大时刻约在30000 MWD/tU左右，对于Kinf而言是计算相对偏差从负变正的时候。
由于可燃毒物热中子吸收截面很大，随着燃耗的进行可燃毒物消耗很快，自屏效应也会随之削弱的比较快，因此，这两种模型计算的Kinf应会不断接近，最终相对偏差趋于零。但从计算结果看，这两种模型所计算的Kinf的相对偏差并不是直接逐渐逼近零，而是先从-5.0%逐渐变为+2.0%，然后从+2.0%逐渐逼近零。出现这种现象的原因是由于自屏效应引起的可燃毒物消耗速度不一样。
为了便于描述，定义如下参数：N均为均匀模型中B-10核子密度；σ均为均匀模型中B-10微观吸收截面；N颗为颗粒模型中B-10核子密度；σ颗为颗粒模型中B-10微观吸收截面。
均匀模型中B-10在燃料芯体中均匀分布，最大程度弱化了B-10的自屏效应，即σ均>σ颗，使得B-10核子密度消耗较快，即N均递减较快，那么均匀模型中B-10的总吸收Σ均=N均（快）×σ均（变大，速度较慢），从而Kinf增加也较快。
颗粒模型存在自屏效应，使得B-10的等效微观吸收截面较小，进而B-10的消耗要慢于均匀模型；但随着燃耗的加深，自屏效应减弱，使得颗粒模型中B-10的微观吸收截面逐渐增加（但仍小于均匀模型），进而使得B-10消耗也逐渐加快，即颗粒模型中B-10的总吸收Σ颗=N颗（慢）×σ颗（变大，速度较快），从而Kinf的增加要慢于均匀模型。
根据以上两点，可以初步得出以下关系：
初始时刻：σ均>σ颗，N均=N颗，因而均匀模型的Kinf与颗粒模型的计算偏差较大。
燃耗过程中：σ均>σ颗，N均
燃耗末期末：σ均≈σ颗，N均≈N颗，因而Kinf和B-10核子密度计算偏差均约等于零。
3.2 质量修正的燃耗初步分析
含弥散可燃毒物颗粒的燃料芯体，必须采用颗粒模型才能较为准确的进行计算，而目前一般的栅元计算程序无法进行颗粒模型的建模，难以考虑双重非均匀性，因此，若继续使用均匀模型计算则必须考虑一定的修正。
引入可燃毒物的自屏因子[4]，它的定义为：
由此可见，可燃毒物有效吸收截面为：
对于可燃毒物总吸收截面，有：
由于MOI程序使用点截面库，对可燃毒物吸收截面使用修正因子可等效视为对毒物核子数量使用修正因子。引入修正因子使得燃耗初期Kinf与颗粒模型计算结果一致，并继续进行燃耗计算。修正均匀模型与颗粒模型计算的Kinf随燃耗变化见图6所示。从图6中可见，燃耗初期和燃耗末期的Kinf相对偏差均为零左右。燃耗初期Kinf相对偏差较小主要是因为引入了修正因子，使得均匀模型计算时吸收减小。燃耗末期Kinf相对偏差较小主要是因为可燃毒物已基本全部消耗，自屏效应已完全消失。但是在燃耗中期附近，修正均匀模型的Kinf比颗粒模型大4%左右。这种变化趋势和B-10的核子数量变化相关。由于采用了质量修正，这两个模型的B-10初始核子数量并不一致，因此，进行归一化处理。归一化后两模型B-10核子密度差值及Kinf相对偏差随燃耗的变化见图7所示。从图7中可见归一化B-10核子密度差值及Kinf相对偏差随燃耗的变化曲线从形态上是一致的，只是出现极值的燃耗时刻有些差别。
从上述结果看，质量修正能够在燃耗初使得均匀模型的Kinf计算结果与颗粒模型一致，但是这种修正在燃耗中期会带来较大的计算偏差。
4 结语
该文基于MOI程序，对弥散燃料单板栅元进行了均匀模型和颗粒模型建模计算，初步分析了双重非均匀性对燃耗计算的影响，可以得到以下结论。
（1）双重非均匀性的存在使得含有弥散可燃毒物的栅元Kinf在燃耗初期和燃耗中期出现一定的计算偏差。
（2）如果引入的修正因子不随燃耗变化，在燃耗中期会高估栅元Kinf，因此，在修正时必须考虑修正因子随燃耗变化。
参考文献
[1] 常鸿，杨永伟，经荣清.球床式高温气冷堆初次临界物理计算的蒙特卡罗方法模型分析[J].核动力工程，2005，26（5）：419-424.
[2] 强胜龙，秦冬，柴晓明，等.PWR堆芯中弥散型可燃毒物的燃耗特性研究[J].核动力工程，2014，35（2）：1-4.
（沈阳工程学院能源与动力学院，沈阳 110136）
（College of Energy and Power，Shenyang Institute of Engineering，Shenyang 110136，China）
摘要： 总结了汽轮机回热系统常见故障，建立了回热系统典型故障集。在利用模糊规则建立回热系统故障征兆知识库基础上，提出了一种基于支持向量机多分类算法的回热系统故障诊断方法。最后将该方法用于某汽轮机组回热系统故障诊断中，结果表明，该模型能有效的识别回热系统故障。
Abstract： The faults of regenerative heating system are briefly summarized， the typical fault set of regenerative heating system is built. A fault diagnosis model of regenerative heating system based on multi-class support vector machines algorithm is presented. Finally， the faults in a regenerative heating system of a turbine unit are diagnosed with the aid of the presented method， the result of diagnosis shows that it is simple and practical and it can effectively identify the regenerative heating system faults.
关键词 ： 热能动力工程；回热系统；支持向量机；故障诊断
Key words： thermal power engineering；regenerative heating system；support vector machines；fault diagnosis
中图分类号：TK264.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）18-0061-03
作者简介：张瑞青（1975-），女，山西大同人，硕士，讲师，主要研究方向为电厂节能、性能监测和故障诊断。
0 引言
在现代大型火电厂中，回热系统运行情况的好坏，直接关系到汽轮机的安全经济运行，随着发电厂机组参数的提高，回热系统的运行状况对整个机组的安全性、经济性的影响更加显著，因此，回热系统的故障诊断一直倍受关注。长期以来，回热系统的故障频繁出现，严重地影响了大机组高效率低能耗优越性的正常发挥。因此，如何运用计算机技术，发现回热系统中出现的故障，并相应采取及时措施，降低故障引起的损失，提高电厂的经济性，是当前摆在我们面前的迫切任务之一。支持向量机（Support Vector Machine，SVM）是Vapnik[1]最早提出的一种统计学习方法，这种学习算法目前在大型火电厂热力设备故障诊断中得到了成功的应用[2-3]。本文将该方法用于热力系统故障诊断中，通过建立回热系统典型故障征兆知识库来准确识别电站机组回热系统典型故障。
1 支持向量机多分类算法
支持向量机算法是为解决二值分类问题而提出的一类算法，其计算原理为：假设一个两分类样本组（x1，y1），…，（xi，yi），xi∈Rd，yi∈{+1，1}，支持向量机方法是寻找一个最优超分类平面w·x+b=0将样本合理归类，使各分类与超分类平面之间距离最大（如图1所示）。图中实心点与空心点分别表示两类样本，H表示最优分类线，直线H1、H2经过平行于分类线且与之相距最近。试着在高维空间中应用该结论进行分类，则最优分类线即为最优分类面，直线H1、H2上的训练样本点就是支持向量。将最优超平面问题转化为式（1）所示的二次规划问题进行运算，就能解决该二分类问题。
为了使分类面所覆盖的范围尽量大，还要使被错误区分的样本数量尽可能小，通常是通过增加一个松弛项ξi≥0，使式（1）中的目标函数变为求下式中的φ（w，ξ）最小值：
然后引入Lagrange函数求解此优化问题。若要解决二分类问题，则建立一个二维分类器。支持向量机构造二维分类器的方法主要有两种：一种是1998年Weston[4]提出的多类算法，另一种是通过组合多个二维分类器，构造多类分类器，这类方法目前主要有Vapnik[1]提出的一对多算法和Kressel[5]提出的一对一算法以及由该算法衍生出的有向无环决策图方法（Decision Directed Acyclic Graph，DDAG）[6-7]。
有向无环决策图方法：针对N类分类问题，首先建立N（N-1）/2个SVM二维分类器，然后将这些二维分类器组合成一个带有根结点的N层DDAG，在DDAG中，每个二维分类器对应两类，分布N层结构中，顶层仅仅分布一个根结点，第二层分布着对应两个级别的两个叶结点。以此类推，第N层有N个叶结点，对应N个类别。中间共有N（N-1）/2个结点，每一个中间结点是N（N-1）/2个SVM二维分类器中的一个，且每个结点对应一个决策函数。在分类环节，先从根结点开始按设计要求分别录入分类对象，以该结点所对应的分类函数为依据展开运算，根据运算结果（0或1）确定下一步应该按什么路径进行分类，然后通过（N-1）次的判别，最后一层结点处的输出就是最终所属的类别。图2给出了一个包含四个类别的有向无环DDAG决策图。
2 回热系统故障集合和征兆知识库
2.1 回热系统故障集合
结合相关文献[8-9]对回热系统典型故障的理论进行分析，同时根据现场运行经验，将抽汽管道逆止阀卡涩、排气管道排气不畅、排气管道排气量过大、加热器管束污染（结垢）、加热器内部水侧短路、加热器内部管系泄漏、疏水不畅、疏水器故障、加热器旁路阀故障、加热器满水、除氧器排气带水、除氧器自身沸腾12个比较典型常见的回热系统故障作为故障集合，记为uj（j=1，2，…，12）。
根据现场运行经验可知，回热系统运行参数的变化情况不合常规，是典型的故障征兆。为了使诊断系统具有实用性和通用性，选取抽汽流量、加热器抽汽压力、加热器进口压力、加热器进口水温、加热器出口水温、加热器混合点前出口水温、加热器出口端差、加热器疏水水位、加热器疏水温度9个参数测点（记为xi，i=1，2，…，9）来反映回热系统的故障表现，这些异常运行参数有的必须通过运算才可获得，有的则直接从电厂的实时数据库中获得。
2.2 训练征兆知识库
根据运行系统和现场技术人员的经验积累可知，运行过程中回热系统发生的故障与参数征兆表现之间的关系并不十分明确，因此，在利用SVM进行回热系统故障诊断时，需对故障的征兆进行模糊化处理，回热系统故障征兆集xi按下列规则取值[9]：
根据上式建立回热系统典型故障的训练样本库，如表1所示。
2.3 基于DDAGSVM的回热系统多故障诊断模型
根据回热系统典型故障类型设计一个12类问题的有向无环决策图（DDAGSVM）模型，由12*（12-1）/2=132个二维分类器将其中任何两类故障分开，每个结点对应一个二维分类器。将表1所示的典型故障作为训练样本展开分析，将径向基函数视为核函数建立SVM，已“对训练样本分类的错分率最小”为判断依据进行参数寻优，分别取径向基核函数的宽度系数σ=0.1~10，惩罚因子C=10~10000，具体步骤如下。
①选择宽度系数和惩罚因子（σ，C）建立模型，并对样本进行训练，得到最优分类结果。
②在训练网络中输入典型故障样本，比照样本实际类别对输出结果进行归类分析，建立有向无环决策图（DDAGSVM）模型分类错分样本统计矩阵D=[dij]，其中di，j（i=j，i，j=1，2，…12）为正确分类数，di，j（i≠j，1，2…，12）表示将第i类典型故障分到第j类的个数，令E=∑di，j，（i≠j，i，j=1，2，…，12）为错分样本总数。
③假设错分样本总数E未达到分类精度，就要按步骤1再进行一轮分析，然后重新进行样本训练，直至模型符合分类精度或达到迭代次数才可认定为合格。
在本文所述案例中，当宽度系数和惩罚因子分别为σ=5，C=1000时，将12类回热系统故障完全正确分类。
3 实例应用
以某电站某300MW机组回热系统的某加热器故障为例。该故障发生时的主要征兆为：高加出口端差变大，加热器温升（出口水温）下降，加热器疏水水位快速上升，加热器疏水温度下降。利用上述回热系统故障参数值进行模糊化处理，得到实时征兆故障模式向量：V=[0.76，0.66，0.77，0.54，0.31，0.23，0.86，0.95，0.21]，利用本文提出的故障模型进行诊断，诊断结果为[-1，-1，-1，-1，-1，1，-1，-1，-1，-1，-1，-1]，说明是回热系统发生第6类故障，即加热器管系泄漏，与实际情况相符。
4 结论
本文采用基于支持向量机多分类方法，建立了回热系统故障诊断多故障分类模型，在总结回热系统常见故障的基础上，建立了回热系统典型故障集，通过模糊规则获得凝汽器故障征兆知识库，用有向无环决策图（DDAGSVM）算法对小样本情况下回热系统典型故障诊断进行了研究，实例计算表明，有向无环决策图（DDAGSVM）算法具有较高的诊断准确率。
参考文献：
[1]V.Vapnik. Statistical Learning Theory [M].Wiley，1998.
[2]王雷，张瑞青，盛伟，徐治皋.基于模糊规则和支持向量机的凝汽器故障诊断[J].热能动力工程，2009，24（4）：479-480.
[3]翟永杰，王东风，韩璞.基于多类支持向量机的汽轮发电机组故障诊断[J].动力工程，2005，23（5）：2694-2698.
[4]J.Weston， C.Watkins. Multi-class support vector machines. Royal Holloway College [J]. Tech Rep： CSD-TR-98-04， 1998.
[5]U.Kressel. Pairwise classification and support vector machines. In B.Scholkopf et al (Eds.)， Advances in kernel Methods-Support vector learning， Cambridge， MA， MIT Press， 1999：255-268.
[6]Hsu Chih-Wei， Lin Chih-Jen. A Comparison of Methods for Multiclass Support Vector Machines [J].IEEE Transactions on Neural Networks， 2002， 13(2)：415-425.
[7]J.Platt， et al. Large Margin DAGs for Multiclass Classification， in Advances in Neural Information Processing Systems 12，The MIT Press，Cambridge，MA，2000.
