基于monte carlo舰用动力装置功能可靠性研究

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1、第55卷第3期汽轮机技术V01．55No．32013年6月TURBINETECHNOL0GYJun．2Ol3基于MonteCarlo的舰用动力装置功能可靠性研究李铜桥(海军驻哈尔滨汽轮机厂有限责任公司军事代表室，哈尔滨150046)摘要：以船用汽力装置的辅汽轮机为例，根据其结构和工作原理，分析故障模式及影响，根据各因素的性能退化规律，研究探讨了汽轮辅机的功能可靠性的退化模型，进而开发了系统功能可靠性仿真算法，计算得到的功能可靠性数据符合实际系统的规律。关键词：辅汽轮机；功能可靠性；MonteCarlo仿真；退化分类号：TK267

2、文献标识码：A文章编号：1001—5884(2013)03-0235-03、FunctionalReliabilityAnalysisofMarinePowerPlantBasedonMonteCarloLITong．qiao(NavalDeputyOfficeofHarbinTurbineCompanyLimited，Harbin150046，China)Abstract：Anewmethodandalgorithmoffunctionalreliabilitysimulati6nformarineauxiliarysteam

3、turbineisproposedinthispaper．Accordingtoitsstructureandworkingprinciple，thefailureandeffectisanalysised．Basedonthedegenerationlawsoftheequipment，thedegenerationmodelofsystemisestablished．Takenmarineauxiliarysteamturbineasanexample，thesystemfunctionalreliabilityissimu

4、lated．Thefunctionalreliabilitysimulationresultsindicatethatthereliabilitydataofthemarineauxiliarysteamturbineisconsistentwiththatofthepracticesystem．Keywords：auxiliarysteamturbine；functionalreliability；montecarlosimulation；degeneration=一(肛一1)：n(2)0前言Itd式(1)和式(2)中卵为轮周

5、效率；为转矩启动系数；n文献I3中，从构成设备的零部件出发，根据零部件的为汽轮机转速；为设计工况下的汽轮机转速；为汽轮机退化规律，综合而得到整台设备的性能退化规律，进而获得扭矩；为设计工况下的扭矩。设备的功能可靠性。就机械设备的退化机理而言，设备性能水泵的扬程与排量的关系为：的退化是由其组成部件的退化造成的。日+k(Qd—Q—k~／日)+(Q+k~／日)本文利用物理关系，将单元或单元间相互关系的性能与=：盟——一旦——．。——_=———一ct．g／3一(L3j)，产品最终的性能关联起来；分析单元间相互关系的性能参数ggZo,'n

6、'O的影响因素，利用FMEA技术，建立单元或单元间关系的性式中，为实际扬程；Q为实际排量；Q为额定排量；Jj}为撞能参数与影响因素之间的关系；建立并应用性能退化模型，击损失系数；为与间隙大小有关的漏泄系数；为摩擦损根据设备的性能参数的退化规律，分析设备的性能参数可靠失系数；0为转速；g为重力加速度；s为叶片排挤系数，反映性。叶片厚度对流道过流面积的遮挡程度；r为叶轮外缘半径；b为叶轮出口前盘与后盘之间的流道宽度；为叶轮出口角。1基于功能关系的性能退化模型1．2确定各影响性能的因素根据设备的功能原理和设备的结构，利用故障模式及影1

7、．1设备性能指标的确定响分析(FMEA)技术，即可确定各性能的影响因素。对于辅性能指标是设备完成其各种功能的程度表征。每种设汽轮机的FMEA结果如图1所示J。备，均有其相应的基本功能，本文以汽轮辅机的扬程与排量应用FMEA的结果便可得到，汽封磨损间隙的大小决定为指标，讨论式(1)为汽轮机的效率与转速的关系，式(2)为着辅汽轮机的漏汽量；3个轴承的间隙决定着汽轮机内效率；扭矩与转速的线性关系：当不考虑水泵叶轮转速变化及由于各种原因而造成的损伤，即水泵叶轮几何参数不变时，使水泵H—Q曲线偏离设计状77=(一n)n(1)态的因素则集中

8、在系数k、kp、和上。建立影响辅汽轮收稿日期：2012．11-23作者简介：李铜桥(1965．)，男，高级工程师，主要从事动力设备监造。236汽轮机技术第55卷进入汽轮机的3个轴承的间隙糙度和水封环间隙。通过对实船修理数据的统计分析，得到蒸汽决定着允决定着叶轮与