《论文_汽轮机故障诊断技术的发展与展望(定稿)》

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1、汽轮机故障诊断技术的发展与展望摘要：回顾和总结了国内外汽轮机故障诊断技术的发展情况，指illTH前在汽轮机故障诊断研究中存在的问题，并从检测技术、故障机理等七个方面分析了今后可能取得进展的研究方向。关键词：汽轮机故障诊断监测0.引言二十世纪以来，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、可维修性与妥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不低，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i个重要方面。木文回顾国内外汽轮机

2、故障诊断的发展概况，并在总结目前研究状况的基础上，指出了在汽轮机故障诊断研究中存在的问题，提出了今后在这一领域的研究方向。1.国内外发展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，但这种手段市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国外发展情况美国是最早从事汽轮机故障诊断研究的国家之一，在汽轮机故障诊断研究

3、的许多方面都处于世界领先水平。目前美国从事汽轮机故障诊断技术开发与研究的机构主耍有EPRI及部分电力公司，西屋、Bently、IRD、CSI等公司美国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制参数的当前值，而口还考虑到它们随吋间的变化，当它们偏离标准值时还能对信号进行调节，给出消除故障的建议说明，提出可能临近损坏时间的推测［3］［4］o美国Radial公司于1987年开发的汽轮发电机组振动诊断用专家系统(Turbomac),在建立逻辑规则的基础上，设有表征振动过程各种成分与其可能故障源之间关系的概率数据，其搜集知识的了系统具有

4、人-机对话形式。该系统含仃9000条知识规则，有很大的库容［5］。西屋公司(WHEC)是首先将网络技术应用于汽轮机故障诊断的，他们在已经开发出的汽轮发电机组故障诊断系统(AID)的基础上，在奥兰多建立了一个诊断中心(DOC),对分布于各地电站的多台机组进行远程诊断［5］［6］。Bently公司在转子动力学和旋转机械故障诊断机理方面研究比较透彻［7］。该公司开发的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。日本也很重视汽轮机故障诊断技术的研究，由于日本规定1000MW以下的机组都须参与调峰运行，因此，他们更注重于汽轮机寿命检测和寿命诊断技术研究。LI本从事这方面研究的

5、机构主要有东芝电气、日立电气、富士和三菱重工等[8~10]。东芝电气公司与东京电力公司于1987年合作开发的人功率汽轮机轴系振动诊断系统，采用计算机在线快速处理振动信号的解析技术与评价判断技术，设定一个偏离轴系正常值的极限值作为诊断的起始点进行诊断[11]。九丁年代，东芝公司相继开发出了寿命诊断专家系统，针对叶片、转子、红套叶轮及高温螺栓的诊断探伤实时专家系统、机组性能评价系统等[12〜17]。FI立公司在1982年开发了汽轮机寿命诊断装置HIDIC-08E[18][19],以后逐步发展，形成了一套完整的寿命诊断方法[20][21]o三菱公司则在八十年代初期开发了MHM振动诊断系统，该系

6、统能自动地或通过人机对话进行异常征候检测并能诊断其原因，其特点是可根据动矢量來确定故障[22]o欧洲也有不少公司和部门从事汽轮机故障诊断技术的研究与开发。法国电力部门(EDF)从1978年起就在透平发电机上安装离线振动监测系统，到九十年代初又提出了监测和诊断支援工作站(MonitoringandDiagnosisAidStation)的设想[23][24]。九十年代中期，其专家系统PSAD及其DIVA子系统在透平发电机组和反应堆冷却泵的自动诊断上得到了应用[25〜28]。另外瑞士的ABB公司、德国的西门子公司、丹麦的B&K公司等都开发出了各自的诊断系统[2旷31]1.2我国的发展情况我国

7、在故障诊断技术方面的研究起步较晚，但是发展很快。一般说来，经历了两个阶段：第一阶段是从70年代末到80年代初，在这个阶段内主要是吸收国外先进技术，并对一些故障机理和诊断方法展开研究；第二阶段是从80年代初期到现在，在这一阶段，全方位开展了机械设备的故障诊断研究，引入人工智能等先进技术，大大推动了诊断系统的研制和实施，取得了丰硕的研究成果。1983年春，中国机械工程学会设备维修分会在南京召开了首次〃设备故障诊断和状态监测研讨会〃，标志