汽轮发电机组故障诊断技术概述

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1、汽轮发电机组故障诊断技术概述王亮中国国电衡丰发电有限责任公司目录汽轮发电机组故障诊断技术概述I第一章前言21．1国内外概况21.1.1国外的发展情况31.1.2国内的发展情况41.2振动诊断技术的发展61.3开展故障诊断技术研究的意义7第二章汽轮机故障诊断技术所包含的内容82.1故障机理的研究102.2信号采集技术的研究122.2.1诊断方法122.2.2传感器122.3信号分析与处理132.4状态识别142.4.1神经网络152.4.2专家系统172.4.3模糊诊断技术192.4.4诊断策略192.5诊断决策19第三章目前诊断系统存在的问题21第四章今后大型机组故障诊断技术的发展

2、234.1故障机理的深入研究234.2传感技术的研究234.3知识表达、获取和系统自学习234.4知识库知识范围的建立234.5专家系统开发工具的研究利用234.6故障诊断系统中设备状态预测功能244.7基于Internet的远程故障诊断系统（大型诊断中心）244.8分布式结构的故障诊断系统的研究和开发244.9集成式结构的故障诊断系统的研究和开发244.10自主闭环诊断系统的研究与开发25回顾和总结了国内外汽轮机故障诊断技术的发展情况，介绍了目前在汽轮机故障诊断研究中存在的问题和今后的发展方向。第一章前言二十世纪以来，随着工业生产和科学技术的发展，机械设备的可靠性、可用性、可维修

3、性与安全性的问题日益突出，从而促进了人们对机械设备故障机理及诊断技术的研究。汽轮发电机组是电力生产的重要设备，由于其设备结构的复杂性和运行环境的特殊性，汽轮发电机组的故障率较高，而且故障危害性也很大。因此，汽轮发电机组的故障诊断一直是故障诊断技术应用的一个重要方面。机械设备的检测和故障诊断，是建立在信息检测技术、信号处理技术、计算机应用技术、模式识别理论和机械工程各学科等现代科学技术成就基础上的综合性技术科学。故障诊断就是要在设备正常运行中或基本不拆卸的情况下，掌握设备的状态，早期发现故障，判断故障的原因和部位，并预测预报故障的发展趋势。保证机组安全可靠运行的主要手段是不断提高机组

4、状态监测和故障诊断技术。目前汽轮发电机组的容量不断向大型化方向发展，如何通过先进的技术手段对设备状态参数进行监测和分析，判断设备是否存在异常和故障、故障的部位及故障的变化趋势，以确定合理的检修时间和方案，达到减少事故停机损失、提高设备运行可靠性、降低维修费用的目的，对故障诊断技术提出了新的和更高的要求，同时近几年来，传感器技术、信号处理技术、人工智能技术如专家系统、神经网络等及其它技术在诊断中的应用，也为设备诊断技术的进一步发展提供了动力。电力系统在个大型发电厂大力推广的以汽轮机组安全监视为目的的旋转机械状态监测系统，在很大的程度上提高了机组运行的可靠性，降低了事故发生率。1．1国

5、内外概况早期的故障诊断主要是依靠人工，利用触、摸、听、看等手段对设备进行诊断。通过经验的积累，人们可以对一些设备故障做出判断，但这种手段由于其局限性和不完备性，现在已不能适应生产对设备可靠性的要求。而信息技术和计算机技术的迅速发展以及各种先进数学算法的出现，为汽轮机故障诊断技术的发展提供了有利的条件。人工智能、计算机网络技术和传感技术等已经成为汽轮机故障诊断系统不可缺少的部分。1.1.1国外的发展情况国外发达国家从70年代开始进行汽轮发电机组振动故障技术的研究，以后陆续推出自己的汽轮发电机组的故障诊断系统，目前在这一方面较为先进的研发机构有：美国电力研究院(EPRI)、西屋公司、B

6、entley公司、CSI公司等，代表性的产品有Bentley公司的DM2000、MCM2000系统、旋转机械故障诊断系统（ADR3）在中国应用情况良好，很受用户欢迎。西屋公司首先将网络技术应用于汽轮机故障诊断，在奥兰多诊断中心应用的汽轮发电机组故障诊断系统AID，对分布于各地电站的多台机组进行远程诊断。日本三菱重工的白木万博研制的“机械保健系统”。美国具有丰富实践经历的JohnSohre于1968年在ASME石油机械工程师年会发表的题为“高速涡轮机械运行问题（故障）的起因和治理”一文，对旋转机械典型故障征兆及可能原因进行了全面的描述和归纳，将汽轮机的典型故障分为9大类37种，开辟了

7、诊断知识量化的先河，至今仍被广泛的采用。但其中大部分是经验总结，没有从机理上进行深入分析。白木万博提出了“得分法”，列出了16种常见故障与振动频率之间的关系，发表了大量有关故障诊断的文章，积累了不少现场故障处理经验，并进行了理论分析。美国的Bently公司转子动力学研究所对转子和轴承系统典型非线性振动故障机理研究比较透彻，进行了大量试验，发表了许多很有价值的论文。美国Bechtel电力公司于1987年开发的火电站设备诊断用专家系统（SCOPE）在进行分析时不只是根据控