汽轮机故障第七讲 汽轮机组故障诊断的技术基础.ppt

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1、第七讲汽轮机组故障诊断的技术基础第一节设备故障的定义和分类一、设备故障的定义对机械设备故障(Fault)的定义目前尚未有统一的说法，各种文献上的定义也不尽相同。从故障诊断的角度来说，比较流行的一种说法是：机械设备在运行过程中出现异常，不能达到预定的性能要求，或者表征其工作性能的参数超过某一规定界限，有可能使设备部分或全部丧失功能的现象。有时也用特定的词(Failure)表示故障，如设备因腐蚀而失效，也属于故障范围。在一般情况下两者是同义词。但严格地来说失效与故障是有区别的，一般地，所有失效都属于故障，但不是所有的故障都是失效。二、设备故障的分类

2、由于机械设备多种多样，因而故障的形式也有所不同，必须对其进行分类研究，以确定采用何种诊断方法。故障分类的方式主要有以下几种。1．按故障存在的程度分类(1)暂时性故障。这类故障带有间断性，是在一定条件下，系统所产生的功能上的故障，通过调整系统参数或运行参数，不需要更换零件就可恢复系统的正常功能。(2)永久性故障。这类故障是由某些零件损坏而引起的，必须经过更换或修复后才能消除故障。这类故障还可分为完全丧失所应有功能的完全性故障及导致某些局部功能丧失的局部性故障。2．按故障发生、发展的进程分类(1)突发性故障。出现故障前无明显的征兆，难以靠早期试验或

3、测试来预测。这类故障发生时间短暂，一般带有破坏性，如转子的断裂、人员误操作引起设备的损毁等属于这一类故障。(2)渐发性故障。设备在使用过程中某些零部件因疲劳、腐蚀、磨损等使性能逐渐下降，最终超出允许值而发生故障。这类故障占有相当大的比重，具有一定的规律性，能通过早期状态监测和故障预报来预防。3．按故障严重的程度分类(1)破坏性故障。它既是突发性又是永久性的，故障发生后往往危及设备和人身安全。(2)非破坏性故障。一般，它是渐发性的又是局部性的，故障发生后暂时不会危及设备和人身的安全。4．按故障发生的原因分类(1)外因故障。因操作不当或环境条件恶化

4、而造成的故障，如调节系统的误动作，设备的超速运行等。(2)内因故障。设备在运行过程中，因设计或生产方面存在的潜在的隐患而造成的故障。5．按故障相关性分类(1)相关故障。也可称间接故障，这类故障是由设备其他部件引起的，如轴承因断油而烧瓦的故障是因油路系统故障而引起的。(2)非相关故障。也可称直接故障，这是因零部件本身直接因素引起的，对设备进行故障诊断首先应诊断这类故障。6．按故障发生的时期分类(1)早期故障。这种故障的产生可能是设计加工或材料上的缺陷引起的，在设备投入运行初期暴露出来。这种早期故障经过暴露、处理、完善后，故障率开始下降.早期故障不

5、仅发生在新机械投入使用的初期，而且当机械的零部件经过维修或更换，重新投人使用时，也会出现早期故障。(2)使用期故障。又叫偶发期故障，是产品有效寿命期内发生的故障。这种故障是由于载荷(外因、运行条件等)和系统特性(内因、零部件故障、结构损伤等)无法预知的偶然因素引起的。设备大部分时间处于这种工作状态。这时的故障率基本上是恒定的。对这个时期的故障进行监视与诊断具有重要意义。(3)后期故障。又叫耗散期故障，它往往发生在设备的后期，由于设备长期使用，甚至超过设备的使用寿命后，因设备的零部件逐渐磨损、疲劳、老化等原因使系统功能退化，最后可能导致系统发生突

6、发性的、危险的、全局性的故障。这期间设备故障率呈加速上升趋势，通过监测、诊断等方式，发现失效零部件后应及时更换，以避免发生事故。第二节设备故障诊断技术的内容和类型一、设备诊断技术的内容设备故障诊断的内容包括状态监测、分析诊断、趋势预报和诊断决策四个方面。具体的实施过程可以归纳为如下几个方面(见图)。1．信号采集设备在运行过程中必然会有力、热、振动及能量等各种量的变化，由此会产生各种不同的信息。根据不同的诊断需要，采集能表征设备工作状态的不同信号(如振动、压力、温度等)是十分必要的。2．信号处理将采集到的信号进行分类处理、加工，以便获得能表征机械

7、设备状态的特征。3．状态识别将经过信号处理后获得的设备特征参数与规定的允许参数或判别参数进行比较、对比或推理分析，以确定设备所处的状态，是否存在故障及故障的类型和性质等，并预测设备状态的发展趋势。4．诊断决策根据对设备状态的判断，决定应采取的对策和措施。二、设备诊断技术的分类1．按诊断对象分类可分为旋转机械(如汽轮机组)诊断技术、往复机械(如内燃机)诊断技术、工程结构(如海洋平台)诊断技术、运载器和装置(如航天飞机、坦克)诊断技术、通讯系统(如雷达)诊断技术、工艺流程(如化工过程)诊断技术。2．按诊断的目的和要求分类可分为功能诊断(检查设备是否

8、达到预定功能)和运行诊断(即对运行设备进行状态诊断，了解是否发生故障)、定期诊断和连续诊断、直接诊断(根据零部件的直接信息进行的诊断)和问接诊断(利用