热能动力系统中智能化监控与故障诊断技术应用探讨

热能动力系统在现代工业中至关重要，其规模与复杂性日益增加，保障稳定运行、提升能效、降低故障率成为关键。智能化监控与故障诊断技术应运而生，依托先进传感器与数据分析，实现系统实时监测与精准诊断，可提前发现隐患，避免重大事故，减少损失。同时，该技术优化运行参数，提升能源利用效率，助力节能减排。因此，研究其应用具有重要现实意义。

一、智能化监控与故障诊断技术概述

1.智能化监控技术原理

智能化监控技术凭借传感器网络开展，采用在热能动力系统关键部位安装各种类型传感器的方式，诸如温度、压力和流量传感器等，实时采录系统的运行数据，这些传感器把物理量变换为电信号输出，并采用有线或者无线通信方式传至监控中心，处于监控中心，数据经初步加工处理后，采用数据分析算法做处理与分析。采用统计分析措施对数据进行趋势考察，查看系统运行状况是否正常；采用机器学习算法打造系统的运行模型，预判系统未来的运行走势，凭借对大量历史数据的学习及分析，智能化监控系统可自行辨认系统的异常状态，并及时发出告警提示。

2.故障诊断技术分类

故障诊断技术主要分为基于模型、基于信号处理以及基于知识类型的故障诊断方法，基于模型的故障诊断策略是建立热能动力系统相关数学模型，把实际运行数据与模型的输出进行比对，判定系统是否有故障，要是两者之间的误差超过了既定阈值，此时可认定系统存在故障，此方法的好处是诊断精度比较高，但要构建精准的系统模型，就复杂的热能动力系统来讲，建模所面临难度较大。

基于信号处理的故障诊断手段是对传感器采集来的信号做处理和分析，提取信号的特征特质，判定系统是否有故障，一般采用的信号处理方法有时间域分析、频率域分析、小波分析等，凭借对振动信号做频谱分析，查看设备是否存在机械故障，此方法不用去建立系统模型，适用于各种各样的复杂系统，但诊断结果的准确性依靠信号处理方法的选择和特征提取的精准与否。

3.智能化监控与故障诊断技术的融合

把智能化监控技术与故障诊断技术融合在一起，可充分发挥二者的有利之处，加大热能动力系统的故障诊断能力及运维效率，智能监控系统对系统的运行数据进行实时采集，为故障诊断提供了多样的数据来源，故障诊断系统利用这些数据实施分析与处理，判定系统是否有故障，同时指明故障的类型与位置，故障诊断所获结果可反馈到智能化监控系统，更改监控策略及参数，增强监控的精准性与针对性。

二、热能动力系统采用智能化监控与故障诊断技术的应用情况

1.系统状态监测

在热能动力系统当中，智能化监控技术可对系统各个关键参数实施实时监测，诸如温度、压力、流量、转速等参数，依靠对这些参数的监测，可以及时知悉系统的运转情形，判定系统是否在正常的运行范围里，在锅炉系统这个范畴中，监控锅炉的蒸汽压力与温度，维持锅炉的安全运转，要是蒸汽压力过高或者温度变得异常，智能化监控系统会马上发出警报，告知操作人员采取相关措施。

智能化监控系统还可对系统的设备运行状态实施监测，凭借安装在设备里的传感器，采集设备如振动、噪声、电流的信号，剖析设备的运行情形，借助对电机振动信号的分析，判断电机是否存在诸如轴承磨损、转子不平衡的故障，这种实时监测可及时找出设备的早期故障苗头，给设备的维护及保养提供相关依据。

2.故障预警

智能化监控与故障诊断技术可实现针对热能动力系统的故障预警，采用实时分析及处理系统运行数据的做法，采用故障诊断模型及算法，预判系统或许出现的故障，当系统的运行数据出现异常的变动迹象时，系统会马上自动发出预警信号，告知操作人员采取相应办法，处于燃气轮机系统当中，采用监测燃气轮机排气温度、振动等参数的办法，采用神经网络模型预测燃气轮机产生故障的概率，若故障概率超过了一定的临界值，系统

会送出预警信号。

为增强故障预警的精准性与可靠水平，还能采用多传感器融合技术跟数据挖掘技术，通过融合多个传感器的数据，综合审视系统的运行情形，减少误报与漏报状况的出现，借助数据挖掘技术对大量的历史资料进行分析，查找数据中的潜在规律及模式，增进故障预警的精准水平。

3.故障定位与修复

倘若系统出现故障，智能化监控与故障诊断技术能快速精确地确定故障位置及其类型，对故障发生期间的系统运行数据做分析，采用故障诊断算法和知识库存，弄明故障的根源，处于热力管网系统的环境中，若出现管道泄漏方面的故障，采用监测管网压力、流量等参数的方式，与故障诊断模型相结合，知晓泄漏点的实际位置。

一旦故障定位操作结束，系统可给出相应的修复建议与办法，依照故障的类型和严重级别，系统会推荐恰当的维修途径和工具，面对一些简单的故障情形，系统可提供线上的修复指引，操作人员能依据指导去实施修复；若遇到一些复杂的故障，系统可提供维修的方案以及技术方面的支持，助力维修人员迅速完成修复活儿。

三、智能化监控及故障诊断技术应用方面的挑战与应对办法

1.数据安全问题

智能化监控及故障诊断技术借助大量系统运行数据，这些数据含有系统的关键信息跟敏感信息，数据安全问题成了应用里的一项重要挑战，数据在传输与存储过程中有可能受到黑客攻击、病毒感染这类威胁，引起数据泄露、被篡改或丢失现象，黑客或许会对监控中心的服务器发起攻击，获取系统运转的相关数据，用于非法的勾当。

为了达成数据安全目标，需采取一系列的途径，需提升网络安全防护水平，采用涉及防火墙、入侵检测系统的技术，阻止黑客的进犯，得对数据实施加密处理，在数据传输及存储的过程中采用加密算法，守护数据核心机密不外露，还要构建数据备份跟恢复的机制，定时对数据实施备份，避免数据丢失时无法迅速恢复。

2.技术兼容性问题

在热能动力系统当中，说不定存在多种不同类型的设备和系统，这些设备和系统大概采用了不同的通信协议与数据格式，智能化监控与故障诊断技术应用期间或许会遇到技术兼容性毛病，不同厂家所生产的传感器或许采用了不一样的通信接口与数据传输协议，造成监控系统无法正常完成数据采集。

为了应对技术兼容性方面的问题，应该采用标准化的通信协议跟数据格式，制定一致的行业标准，对设备和系统的通信接口及数据传输协议进行规范，保证不同设备和系统之间可以实现相互连接与通信，也可采用数据转换跟集成技术，对不同格式的数据进行转换与整合，使其可在监控系统当中进行统一的处理及分析。

结语

智能化监控与故障诊断技术可提升热能动力系统的运行效率与稳定性，降低运维成本和安全风险。但其应用面临数据安全、技术兼容性和人才短缺等挑战。需加强数据防护、推进系统互联互通、培养专业技术人才。随着技术持续进步，该技术将不断升级，为系统安全高效运行提供有力支持。智能化与热能动力系统的深度融合，将推动行业向智能化、绿色化发展，助力能源可持续利用和经济高质量发展。

参考文献：

郑云龙.热能动力系统中智能化监控与故障诊断技术应用[J].电力设备管理,2024,(14):83-85.

李易慧.基于人工智能的热能动力设备故障诊断与预测维护系统分析[J].消费电子,2024,(12):13-15.

作者简介：

战伟（1969.6.19），性别：男；籍贯：山东省；民族：汉；学历：本科、学士；职称：高级工程师；研究方向：电厂热能动力