涡轮叶片温度异常检测地研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）涡轮叶片温度异常检测研究硕士研究生：徐玲指导教师：冯驰教授学位级别：工程硕士学科、专业：电子与通信工程所在单位：信息与通信工程学院论文提交日期：2014年11月3日论文答辩日期：2014年11月25日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.Eng（MasterofEngineering）TemperatureanomalydetectionofTurbineBladeCandidate:XuLingSupervis

2、or:Prof.FengChiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ElectronicsandCommunicationEngineeringDateofSubmission:Nov,2014DateofOralExamination:Nov,2014University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相

3、对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同

4、时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日涡轮叶片温度异常检测研究摘要燃气轮机因其具有重量轻、体积小、起动快、建设周期短等优点，被广泛应用在航空、舰船、发电、石油化工、天然汽输送等工业交通运输部门。提高涡轮入口温度对于提升燃气轮机效率效果显著，成为首要选择。近年来，涡轮入口温度表现出了一种稳定的增长趋势，在2007年，世界上燃气轮机

5、涡轮入口温度达到了2250K（1977℃）的高温。然而，提高涡轮入口温度在提升燃气轮机效率的同时，也增加了燃气轮机各部件的热负荷，特别是作为燃气轮机关键部件之一的涡轮叶片。据燃气轮机有关故障成本统计资料显示，重型燃气轮机涡轮叶片相关的故障达到总成本的62%，因此，监测涡轮叶片状态，对降低工业成本、消除安全隐患极为重要。温度信号作为7大物理状态参量之一，对描述涡轮叶片的工作状态有着显著的意义。因此，本文在叶片温度测试数据的基础上，结合叶片自身的设计结构，对数据进行分析，提取特征，达到对涡轮叶片温度进行异常检测的目的。故障检测与诊断系统，包括故障检测、故障分离、

6、故障评价、与故障决策四个方面的内容，故障检测作为系统较关键的一环，对系统的性能具有决定性的作用，本文所做的就是故障检测这一部分的工作。本文首先对叶片原始温度数据进行了预处理。预处理主要包括涡轮叶片数据的分割、归一化等。便于叶片故障的定位与分析单个叶片的特征，文中分别从物理与软件的角度给出了基于物理脉冲、温度最大值、及主成分特征的三种位置检测算法。基于物理脉冲的叶片位置检测法具有简单实用高效的特点，但由于燃机生产时可能不安装位置传感器，造成脉冲信号无法获取，导致算法失效。基于叶片温度最大值的位置检测法与物理脉冲法一样，操作简单，但并不高效，因为叶片温度的最大值

7、并不唯一，排除过程较繁琐。因此，本文从相似度的角度应用了PCA主成分的方法，达到位置检测的目的。对于涡轮叶片，温度异常分为整体升温与局部升温两种情况。对于整体升温，通过统计叶片平均温度偏差与平均温度偏差变化量的特征来实现。对于局部升温，通过对比db、sym、coif、Meyer各常用小波基的分解效果，采用了离散Meyer小波提取信号特征，建立了特征模型。通过模拟故障信号验证了该特征模型有效。关键词：涡轮叶片、主成分分析、Meyer小波变换、温度异常检测哈尔滨工程大学硕士学位论文涡轮叶片温度异常检测研究ABSTRACTGasturbinehasbeenwide

8、lyusedinindustrialtranspor