Application of PCA for early leak detection in a pipeline system of a steam boiler

Abstract

The application of the Principal Component Analysis (PCA) method for early detection of leakages in the pipeline system of a steam boiler in a thermal-electrical power plant is presented and discussed. The PCA model built from historical measurements of 12 selected process variables, mapped to the reduced space of three Principal Components (PC) of the highest magnitude, was used to establish the confidence ellipsoid, i.e. the feasible region in the PC coordinates, occupied by the values of process variables related to the ‘healthy’ system. Changes of the current location of the process operating point in the PC space created the ‘fault trajectory’ and were the basis for making a decision of leakage detection. Streszczenie. W artykule przedstawiono zastosowanie metody składowych głównych (PCA) do wczesnego wykrywania wycieków z rurociągów kotła parowego pracującego w elektrociepłowni miejskiej. Model PCA, zbudowany na podstawie pomiarów 12 wybranych zmiennych procesowych, przedstawiony w przestrzeni trzech składowych głównych (PC) o największych modułach, został wykorzystany do określenia tzw. elipsoidy ufności, tj. obszaru w przestrzeni PC, w którym mieszczą się wartości zmiennych odpowiadające poprawnemu działaniu systemu. Zmiany aktualnego punktu pracy kotła tworzyły tzw. trajektorię uszkodzenia w przestrzeni PC i były podstawą do podejmowania decyzji na temat ew. wycieku z rurociągów. (Zastosowanie metody PCA do wczesnego wykrywania wycieków w rurociągach kotła parowego)