鮑永生

安徽省特種設(shè)備檢測(cè)院 安徽 合肥 230051

引言

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，企業(yè)對(duì)電能的需求越來(lái)越多，同時(shí)火力發(fā)電在中國(guó)電能結(jié)構(gòu)中占有的比例也逐漸擴(kuò)大。電站鍋爐[1]作為火力發(fā)電站的基礎(chǔ)設(shè)備，其穩(wěn)定安全的運(yùn)行對(duì)于穩(wěn)定提供電能具有重要的作用?？赏貙W(xué)理論[2]可以同智能化分析契合，以期解決智能化分析鍋爐運(yùn)行的評(píng)價(jià)與決策等方面問(wèn)題。

鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行是一個(gè)過(guò)程控制結(jié)果的問(wèn)題，即鍋爐自身?xiàng)l件直接影響鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定的問(wèn)題。在可拓學(xué)理論中，通過(guò)對(duì)鍋爐狀態(tài)的評(píng)價(jià)，從智能庫(kù)中何獲得運(yùn)行過(guò)程的特征量控制。

鍋爐狀態(tài)控制的可拓模型

鍋爐狀態(tài)指滿足安全穩(wěn)定運(yùn)行品質(zhì)，可通過(guò)品質(zhì)特性及其值來(lái)描述，如鍋爐本體狀態(tài)、鍋爐輔機(jī)狀態(tài)等；過(guò)程效能是過(guò)程能保證鍋爐品質(zhì)滿足運(yùn)行需求的程度，是過(guò)程特征檢測(cè)評(píng)價(jià)結(jié)果符合特征指標(biāo)要求的效果。

可拓模型反映了鍋爐狀態(tài)與運(yùn)行條件之間的關(guān)系。鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行是一系列過(guò)程，過(guò)程通過(guò)操控，并對(duì)過(guò)程參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)評(píng)價(jià)，其符合要求的程度，反映了過(guò)程狀態(tài)。對(duì)重要的過(guò)程特征參數(shù)需要進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)無(wú)法滿足鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行的過(guò)程則需要改進(jìn)甚至重組，這樣才能保證鍋爐品質(zhì)。

鍋爐品質(zhì)問(wèn)題的映射模型

通過(guò)對(duì)式(1)～(3)進(jìn)行分析，得出有關(guān)映射的以下結(jié)論:(A)可拓熵S(T)與可拓分散度ASD強(qiáng)烈相關(guān)，ASD越大則可拓熵S(T)越大；(B)當(dāng)品質(zhì)特性標(biāo)志值f呈等概率分布時(shí)，則可拓分散度ASD最大，可拓熵S(T)最大，鍋爐品質(zhì)問(wèn)題也最為嚴(yán)重；(C)品質(zhì)特性指標(biāo)標(biāo)志值對(duì)可拓熵S(T)貢獻(xiàn)最大者為最關(guān)鍵品質(zhì)特性指標(biāo)；(D)映射的目標(biāo)是盡可能使可拓熵趨于無(wú)窮小，即鍋爐品質(zhì)趨于滿足安全穩(wěn)定要求。

設(shè)滿意品質(zhì)的波動(dòng)范圍為X0=[a，b]，鍋爐的品質(zhì)的波動(dòng)范圍為X=[c，d]，且X0?X，則對(duì)于任意品質(zhì)特性參數(shù)x與X0，X的位置值為

(1)當(dāng)k(u)k(Tu)＜0時(shí)，稱(chēng)T為質(zhì)變變換。

質(zhì)變變換分為兩種情形:(A)k(u)＞0、k(Tu)＜0，表示過(guò)程效能由滿足要求轉(zhuǎn)化為不滿足要求，過(guò)程效能質(zhì)變，不利于鍋爐品質(zhì)；(B)k(u)＜0、k(Tu)＞0，表示過(guò)程效能由不滿足要求轉(zhuǎn)化為滿足要求，過(guò)程效能質(zhì)變，有利于鍋爐品質(zhì)。

(2)當(dāng)k(u)k(Tu)＞0時(shí)，稱(chēng)T為量變變換。

量變變換也分為兩種情形:(A)k(u)＞0、k(Tu)＞0，表示過(guò)程效能相對(duì)穩(wěn)定，過(guò)程特性波動(dòng)處于正常范圍，不會(huì)對(duì)鍋爐品質(zhì)產(chǎn)生大的影響；(B)k(u)＜0、k(Tu)＜0，表示過(guò)程效能相對(duì)穩(wěn)定，過(guò)程特性波動(dòng)仍處于不正常范圍，鍋爐品質(zhì)不能得到改善。

從上面的映射定義及鍋爐品質(zhì)與狀態(tài)效能映射可知，鍋爐品質(zhì)某一指標(biāo)是由n個(gè)過(guò)程參數(shù)p1，p2，…，pn綜合引起的，必然存在QDi=Fi(P)=f(p1，p2，...，pn) (6)

式中，F(xiàn)i為針對(duì)鍋爐品質(zhì)某一指標(biāo)Di的關(guān)聯(lián)函數(shù)；f為鍋爐品質(zhì)與狀態(tài)特征的映射函數(shù)。

映射的優(yōu)度分析就是分析過(guò)程效能特性參數(shù)對(duì)鍋爐品質(zhì)的影響，找出最優(yōu)化的控制過(guò)程參數(shù)解決方法。優(yōu)度分析包括設(shè)定評(píng)估優(yōu)劣的條件、計(jì)算滿意度、規(guī)范滿意度和計(jì)算優(yōu)度。

對(duì)于品質(zhì)物元，設(shè)品質(zhì)評(píng)估優(yōu)劣條件為M、品質(zhì)滿意要求的值域?yàn)閄0、不符合要求但可轉(zhuǎn)換為符合要求的值域?yàn)閄、鍋爐品質(zhì)或過(guò)程效能的實(shí)際值域?yàn)閁，則以X0為值域、X為可拓域的可拓集合描述了U上任一個(gè)值u符合要求的程度，稱(chēng)其關(guān)聯(lián)函數(shù)k(x)為u關(guān)于評(píng)估條件M的滿意度。滿意度的計(jì)算可參照式(8)進(jìn)行。

設(shè)品質(zhì)問(wèn)題的解S關(guān)于評(píng)估條件的滿意度為k(S)，則

稱(chēng)K(S)為解S關(guān)于M的規(guī)范滿意度。

稱(chēng)C(S)為該問(wèn)題解S的優(yōu)度。

由于過(guò)程參數(shù)對(duì)鍋爐品質(zhì)的貢獻(xiàn)度不同，因此需要對(duì)各過(guò)程參數(shù)對(duì)鍋爐狀態(tài)的貢獻(xiàn)度進(jìn)行比較和排序，其關(guān)聯(lián)度最大的值則為品質(zhì)控制關(guān)鍵過(guò)程參數(shù)，即

其中，Ci(QD)為過(guò)程效能的最大關(guān)聯(lián)度，即關(guān)鍵過(guò)程參數(shù)pi所對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)度。

結(jié)語(yǔ)

鍋爐品質(zhì)與過(guò)程控制效能的映射模型可拓分析方法重點(diǎn)關(guān)注過(guò)程控制效能對(duì)鍋爐狀態(tài)的影響問(wèn)題，可有效地解決鍋爐品質(zhì)無(wú)法滿足安全狀態(tài)需求或期望的矛盾以及為解決矛盾而要采取哪些措施或技術(shù)創(chuàng)新的問(wèn)題。通過(guò)其數(shù)理逆問(wèn)題模型的解析，可分析出鍋爐品質(zhì)特性指標(biāo)與過(guò)程控制特征參數(shù)的映射關(guān)系及其理想?yún)^(qū)間，可形式化地量化描述鍋爐品質(zhì)或過(guò)程控制效能的量變和質(zhì)變；將信息熵引入逆問(wèn)題的參數(shù)識(shí)辨中，還能夠有效地描述不同測(cè)量區(qū)域?qū)?shù)識(shí)辨的貢獻(xiàn)度。為智能化解決鍋爐運(yùn)行問(wèn)題提供給指導(dǎo)。