330MW热电汽轮机故障诊断系统研究

《330MW热电汽轮机故障诊断系统研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第1章绪论1.1课题背景及意义汽轮机是将高温高压水蒸气作为动力,并将水蒸气的热能转化为机械能的旋转机器。汽轮机组是电力生产企业不可缺少的设备，其工作运行环境一般比较恶劣，如果要是发生故障，轻则影响当天的生产进行，重则产生事故和巨犬损失，对汽轮机故障诊断进行研究显得十分重要山。汽轮机组越来越变得自动化、高容量化、人参数化，其系统组成也越来越复杂，如果发生故障，会对企业电力的生产运行以及设备的安全防护产生影响，减少收益⑵。设计高质量的、可靠的汽轮发电机组，研究更为先进的故障诊断技术，保障设备在实际生产运行过程中安全、高效、稳定⑶。研究和分析汽轮机常见故障的诊

2、断技术主要有四个方面的意义：一是能够及时掌握汽轮机设备的工作运行状态，对设备异常情况赶早发现并使用措施，减少故障几率的发牛；二是如果汽轮机组发生了某些故障，能够及时记录其相应故障的类型和故障的数据，对其进行研究、分析并作为日后同一种类型故障的参考和处理；三是对每种汽轮机故障所采用的最佳维修措施进行总结，方便再次遇到该故障时有效调整；四是通过采集汽轮机生产运行过程的数据，判断其工作状态是否止常，以便故障时在短时间内进行维护⑷。1.2国内外研究现状1.2.1国外汽轮机故障诊断研究现状关于机械故障诊断方面的技术刚开始发展吋，由于当吋的设备结构并不复杂，可凭人的

3、长期经验来判断故障所属类型，由于具有太犬的局限性，因此很难对隐含的某些故障作出可靠的诊断⑸。19世纪末，一些关于可靠性的理论相继提出，使故障诊断技术得以发展。20世纪中期，汽轮机故障诊断技术研究在美国电力研究院等获得显著成效，尤其是西屋公司开发出来的故障诊断系统软件能够对汽轮机故障数据进行辨别和分类，效果良好，工作稳定，显著增加了电厂的经济收益⑹。随后，欧美一些国家也陆续展开对该技术的研究，例如丹麦的振动与噪声诊断等⑺。紧接着是Bently公司开发的设备故障诊断系统，该诊断系统的准确率很高⑻。法国电力部门开发的PSAD及DIVA系统成功应用在故障诊断领域

4、冏。H本非常看重汽轮机组运行的安全问题，甚至依法严格控制其标准。其中，有关故障诊断技术研究比较著名的有三菱重工、东芝、日立等。三菱重工的振动监测与诊断专家系统应用广泛，东芝的汽轮机轴系振动故障诊断系统，精度高，能够判断机组不明显的故障U叭之后，汽轮机故障诊断技术的突出进展有Leslie归纳的故障诊断系统体系及规则⑴J为了提高汽轮机工作的可靠性，避免严重事故，减少操作与维护的成本，有效准确地检测在恶劣环境下运行时的故障，D.Yu等人提出了一种基于数据驱动的故障检测和诊断的方法，它不需要建立物理模型，它使用历史数据而不需要预先选择，通过仿真结果表明，该方法能

5、达到特别高的精，在汽轮机故障诊断中具有稳定的性能问。由HenrikNiemann等人提出的汽轮机转子系统故障诊断和状态监测的无模型方法，该方法基于精度特别高的传感器的测量，它是对转子系统的变化或故障引起的汽轮机转子系统不对称的检测，利用一个多叶片坐标变换直接测量转子系统的变化特征，然后通过调制信号的振幅和相位信息来描述这些特征，抗干扰能力强”】。AliAjami等人提出了一种统计信号处理技术，即在真实的涡轮系统中进行故障检测和诊断的统计信号处理技术(ICA),结果表明，当在操作条件变化和模型不确定的情况下，ICA可以区分出汽轮机系统工作运行异常的主要因素

6、；当在存在噪声的状态下，ICA方法对故障检测和诊断的有效性明显提高［⑷。为了解决汽轮机故障诊断中不确定的数据分析和群体决策所带来的问题，ChaoZhang等人提出一种新的粗糙集模型，将区间值的犹豫模糊集与多造粒粗糙集进行组合对汽轮机故障进行诊断的方法，并且由实例验证了该方法，证明了它的有效性和适用性〔①。对设备振动信号的复杂性、不稳定性，提出了一种基于积分扩展载荷的故障诊断方法，该方法提出了多尺度嫡和最小二乘支持向量机，从汽轮机屮监测的原始振动信号被分成几个组进行预处理，然后利用积分扩展负荷均值分解方法和乘积函数来处理信号，通过对主要产品功能的多尺度嫡方

7、法，描述了信号特征，实现了特征参数，最后将特征参数输入最小二乘支持向量机，并对最小二乘支持向量机进行了训练和分类，在汽轮机测量数据实验中，不仅证明了该方法能有效地提取特征参数，而且能准确地对故障类型进行分类“引。1.2.2国内汽轮机故障诊断研究现状最早采用人工通过看、听等对机械设备的故障进行判断的诊断方法，因为容易出错、适用范围有限、不够完备，不能满足诊断有效性要求"5我国从20世纪中期开始学习、引进国外先进技术手段，进行一些故障的机理、故障的诊断方法研究。70年代末，我国研发出了设备在线监测与故障诊断系统I⑻。19世纪90年代，我国自主研制的小容量小机

8、组振动监测系统，能够有效监测转轴径向振动，监测设备各个组成部件的寿命等口先由张磊