汽轮机故障第一讲 汽轮机故障诊断技术的发展 特点 任务和方法

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1、汽轮机设备故障诊断NorthChinaElectricPowerUniversity能源与动力工程学院SchoolofEnergySourceandPowerEngineering2006年7月15日前沿汽轮机组是以蒸汽为工质的原动机，在电力、冶金、钢铁、纺织、化工、船舶等领域里具有广泛的用途。特别是在电力工业中，汽轮机组是火力发电厂的三大主机之一，用于驱动发电机发出电能。汽轮机组是一个机、电、液耦合在一起的复杂系统，机组的进汽温度和进汽压力都很高(现代汽轮机组曲进汽压力达到了亚临界甚至超临界压力)。在高转速、高应力状态下，部件承受的载荷大，且常常承受各种交变应力的作用。因此，汽轮机组是一种

2、故障率高、故障危害性大的高速旋转机械。一旦发生故障，轻则停机，造成重大的直接经济损失；重则造成设备毁坏和人身伤亡，引起严重的社会后果。所以，汽轮机组的故障诊断问题历来受到有关的研究机构、企业和管理部门的高度重视，是现代故障诊断技术的主要应用对象之一。发电用的汽轮机组由汽轮机本体、凝汽系统、回热系统、调节保安系统等子系统组成。在本书中，将上述子系统所组成的有机整体称为汽轮机组。本书讨论发电用汽轮机组的故障诊断问题。主要包括：汽轮机组故障诊断的技术基础、汽轮机组的工作特性与故障之问的关系、汽轮机组故障特征的获取技术、汽轮机组常见横向振动故障的诊断、汽轮发电机组轴系扭转振动的故障分析与诊断、汽轮机

3、组辅助设备及系统的故障诊断和汽轮机组的状态监测与故障诊断系统。本书中的有关理论和技术不但可以用于汽轮机组故障诊断，在其他类型旋转机械的故障诊断方面也有借鉴作用。目录第一讲汽轮机故障诊断技术的发展、特点、任务和方法……………………………………1第一节汽轮机故障诊断技术的发展历史……………………………………l第二节设备故障诊断技术产生的影响……………………………………10第三节汽轮机组故障诊断技术的特点……………………………………13第四节汽轮机组故障诊断曲目的、任务和方法……………………………………14第二章汽轮机组故障诊断的技术基础…………………………………………19第一节设备故障的定义和分

4、类……………………………………19第二节设备故障诊断技术的内客和类型……………………………………21第三节故障信息的获取方法与故障特征信号的选取…………………………23第四节传感器的选取……………………………………28第五节信号分析与处理……………………………………31第六节基于特征提取的故障分类模型………………………………………4l第七节汽轮机组常用故障诊断技术……5I第三章汽轮机组的工作特性与故障现象分析…………………………………………61第一节汽轮机组的结构特性………………………………………6l第二节汽轮机组的工作特性分析………………………………………72第三节汽轮机组的故障与结构因素

5、之间的关系……………………………………75第四节汽转机组曲故障与运行因素之间的关系……………………………………78第一讲汽轮机故障诊断技术的发展、特点、任务和方法第一节汽轮机故障诊断技术的发展历史一、故障诊断技术的发展历史设备故障诊断技术的历史可以追溯到19世纪产业革命时期，主要依赖于该领域个体专家单纯依靠感官获取设备的状态信息，凭经验作出直接的判断，这是最原始、最简单的诊断技术。真正意义上的诊断技术产生于20世纪60年代初期。1961年，美国开始执行阿波罗计划，出现了一系列严重的设备故障，67年美国海军主持成立了美国机械故障预防小组，下设故障机理研究、检测、诊断和预测技术、可靠性设计和材料

6、耐久性评价四个小组。在旋转机械故障诊断方面，美国西屋公司于76年研制，到1990年已发展成网络化的机组智能化故障诊断专家系统。此外本特利公司也推出了DDM、ADER系统为代表的多种机组在线监测诊断系统等。英国在20世纪60年代末，70年代初，成立了英国机械保健中心；日本密切关注世界动向，积极引进、消化最新技术，努力发展自己的诊断技术，研制诊断仪器，在民用工业中的故障诊断技术发展占有一定的优势。1987年5月，中国振动工程学会故障诊断学会成立。1987年10月，由振动工程学会、故障诊断学会和转子动力学学会联合召开了全国第一届旋转机械故障诊断对策研讨会。北京、沈阳、天津、上海等省(市)先后成立了

7、机械设备故障诊断技术委员会或研究开发中心。与此同时，中国机械工程学会成立了失效分析工作委员会，建立了全国性的专家库和失效分析网，用于协调全国的失效分析和故障预防研究工作。现代设备诊断技术的发展经历了两个主要阶段。第一个阶段是以计算机技术、传感技术和动态测试技术为基础，以信号处理技术为手段的常规诊断技术发展阶段。这一阶段，设备诊断技术融合并吸收了大量的现代科技成果，各种先进理论、方法和技术在设备诊断领域中都找到