淺析汽輪機故障診斷技術(shù)的發(fā)展與展望

摘 要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，先進的科學(xué)技術(shù)逐漸被應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，并發(fā)揮了重要的作用。汽輪機是工業(yè)生產(chǎn)中非常重要的設(shè)備，其運行穩(wěn)定和安全與否對于工業(yè)生產(chǎn)有著深遠的影響。汽輪機的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，工作環(huán)境也比較特殊，因此汽輪機的故障發(fā)生率也較高。汽輪機一旦發(fā)生故障，就會造成巨大的經(jīng)濟損失，為此研究故障診斷技術(shù)，提高故障診斷水平，成為業(yè)內(nèi)人士普遍關(guān)注的話題。文章對此進行了分析，以期為相關(guān)人士提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：汽輪機；故障診斷技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展和展望

近年來，我國的工業(yè)生產(chǎn)呈現(xiàn)出日新月異的發(fā)展態(tài)勢，對于工業(yè)設(shè)備的要求也日益提高，不再局限于滿足工業(yè)生產(chǎn)基本需求，而是需要設(shè)備具有更高的安全性和可靠性，并且便于維修，適用性強。由于汽輪機的故障率較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，危害較大，因此要求更為先進和可靠的故障診斷技術(shù)與之相適應(yīng)。汽輪機的故障診斷技術(shù)也不斷地發(fā)展起來，然而在其發(fā)展的過程中存在著一些問題，影響汽輪機故障檢測的準確性和可靠性，因此非常有必要對故障診斷技術(shù)展開研究，解決當(dāng)前存在的一些問題，以使其能夠滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求，確保汽輪機的使用安全和運行可靠。

1 汽輪機故障診斷技術(shù)的發(fā)展

1.1 信號的采集與分析

汽輪機的工作環(huán)境比較復(fù)雜，因此可靠的故障診斷技術(shù)就顯得尤為重要，傳感器是故障診斷系統(tǒng)中的重要元件，對于傳感器的可靠性要求也相對較高。目前，對于傳感器的研究已經(jīng)進入了一個新階段，向提高可靠性的方向發(fā)展，新型傳感器的研究和開發(fā)成為業(yè)內(nèi)人士普遍關(guān)注的焦點。傳感器故障診斷的性能，也是一個重要的研究方向，采用信息實現(xiàn)診斷融合，以達到降低漏診率和減少診斷失誤的目的。傳感器故障診斷技術(shù)的應(yīng)用并不廣泛，其硬件的缺點較為明顯。為提高傳感器的可靠性，可以通過提高融合技術(shù)和傳感器信號的可靠性來實現(xiàn)。對于振動信號的分析和處理是信號分析處理的主要內(nèi)容，而快速傅里葉變換則是在汽輪機故障診斷系統(tǒng)中較為常用的方法。然而，傅里葉變換也有一定的適用條件，即要求信號較為平穩(wěn)，而現(xiàn)實中平穩(wěn)的信號卻不多，一般都是非線性的，因此為提高信號分析和處理的精度和準確度，可以采取圖形辨識的方法。

1.2 故障的機理和診斷

在分析汽輪機的故障時，不能停留在故障的表面，而是應(yīng)該深入研究故障產(chǎn)生的原因，究其本質(zhì)，即針對故障機理的研究。通過分析汽輪機故障的機理，可以更加深入地了解和掌握故障。作為一項基礎(chǔ)的技術(shù)，故障機理分析對于快速準確地找出故障起到了十分重要的作用，其分析的范圍主要是故障的類型、故障發(fā)生的規(guī)律和特征。邏輯、統(tǒng)計和對比是汽輪機故障診斷中通常采用的幾個主要方式。專家系統(tǒng)、模式識別、模糊診斷以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，則是故障診斷中采取的主要策略。

2 目前汽輪機故障診斷系統(tǒng)中存在的問題

2.1 檢測方式問題

目前所采用的汽輪機故障診斷技術(shù)和故障檢測手段較為落后，無法適應(yīng)現(xiàn)代化故障診斷的需求，并且在一定程度上對汽輪機故障診斷技術(shù)的發(fā)展造成了影響。推理算法是目前故障診斷技術(shù)所采用的主要方法，應(yīng)用也較為廣泛，然而卻存在一定的缺點，在故障征兆的獲取方面始終停滯不前。

2.2 材料性能診斷較差

汽輪機的性能和所使用的材料是汽輪機的重要參數(shù)，也是很重要的一項檢測內(nèi)容，并且具有評估汽輪機使用壽命的重要作用。然而，就目前來看，對于材料性能的診斷還有待進一步改進和完善，這就導(dǎo)致故障診斷系統(tǒng)存在一些弊端，不利于故障診斷技術(shù)的發(fā)展。

2.3 復(fù)雜故障的機理

針對故障機理的研究是進行故障診斷的第一步，對于接下來的診斷工作具有重要的指導(dǎo)意義。如果故障機理判斷失誤，就會耽誤故障維修的時間，并引發(fā)各類問題。然而汽輪機本身是十分復(fù)雜的設(shè)備，其產(chǎn)生故障的原因也是多種多樣，如果不能深入了解故障機理，就很難對故障進行詳細徹底的分析，為汽輪機故障診斷工作帶來難度。

2.4 人工智能的應(yīng)用

人工智能是近年來逐漸發(fā)展起來的一項技術(shù)，并且獲得了廣泛的應(yīng)用，在對汽輪機進行故障診斷的過程中應(yīng)用人工智能系統(tǒng)，可以解決一些傳統(tǒng)診斷系統(tǒng)無法解決的問題，其診斷的效果也較為出色。然而人工智能系統(tǒng)在應(yīng)用的過程中也存在一些問題，需要加以優(yōu)化和改進。隨著科技的發(fā)展，人工智能技術(shù)必將日益完善，從而更加適用于汽輪機的故障診斷，并使診斷技術(shù)上升到一個嶄新的高度。

3 汽輪機故障診斷技術(shù)的發(fā)展前景和趨勢

3.1 全方位的檢測技術(shù)

針對汽輪機及其系統(tǒng)各類故障的各種新檢測技術(shù)將是一個主要的研究方向，會出現(xiàn)許多重要成果。

3.2 故障機理的深入研究

故障機理的研究將集中在對漸發(fā)故障定量表征的研究上，研究判斷整個系統(tǒng)故障狀態(tài)的指標體系及其判斷閾值將是另一個重要方向。

3.3 知識表達、獲取和系統(tǒng)自學(xué)習(xí)

知識的表達、獲取和學(xué)習(xí)一直是診斷系統(tǒng)研究的熱點，但并未取得重大突破，它仍將是繼續(xù)研究的熱點。

3.4 綜合診斷

汽輪機故障診斷，將從以振動診斷為主向考慮熱影響診斷、性能診斷、邏輯順序診斷、油液診斷、溫度診斷等的綜合診斷發(fā)展，更符合汽輪機的特點和實際。

3.5 診斷與仿真技術(shù)的結(jié)合

診斷與仿真技術(shù)的結(jié)合將主要表現(xiàn)在，通過故障仿真辨識汽輪機故障、通過系統(tǒng)仿真為診斷專家系統(tǒng)提供知識規(guī)則和學(xué)習(xí)樣本、通過邏輯仿真對系統(tǒng)中部件故障進行診斷。

3.6 信息融合

汽輪機信息融合診斷將重點在征兆級和決策級展開研究，目的是要通過不同的信息源準確描述汽輪機的真實狀態(tài)和整體狀態(tài)。

3.7 從診斷向汽輪機設(shè)備現(xiàn)代化管理發(fā)展

設(shè)備計算機化管理系統(tǒng)、維修管理、預(yù)知維修決策將是未來一段時期內(nèi)汽輪機故障診斷技術(shù)研究的重心。為推動診斷技術(shù)的發(fā)展，獲得最大的經(jīng)濟效益，應(yīng)采用現(xiàn)代化的管理方式，對汽輪機設(shè)備進行科學(xué)有效的管理。當(dāng)前研究的重點主要是基于狀態(tài)的維修以及預(yù)知維修，對于提高經(jīng)濟效益起到非常重要的作用，同時產(chǎn)生的社會效益也將是非常巨大的。

4 結(jié)束語

時代的發(fā)展、科技的進步賦予了工業(yè)生產(chǎn)新的活力，汽輪機也在發(fā)展中日益完善，獲得了廣泛的應(yīng)用和積極的推廣。在工業(yè)生產(chǎn)中，汽輪機作為重要的機械設(shè)備而存在，其作用和帶來的經(jīng)濟效益不言而喻。針對汽輪機的研究越來越受到人們的重視，而研究中較為重要的一個方面就是對于汽輪機故障診斷技術(shù)的研究。這項研究對于汽輪機運行的穩(wěn)定性和安全性無疑是非常重要的。隨著科技的進步，汽輪機的結(jié)構(gòu)必然會越來越復(fù)雜，功能越來越多，對于汽輪機性能的要求也會逐漸提高，故障診斷技術(shù)不僅有助于更好地使用和維護汽輪機，更可以通過該項技術(shù)的研究，分析汽輪機發(fā)生故障的主要機理，并根據(jù)故障機理，對汽輪機的結(jié)構(gòu)和設(shè)計加以改進和優(yōu)化，從而推動汽輪機技術(shù)的發(fā)展。

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