船舶燃?xì)廨啓C(jī)氣路故障診斷方法

文/錢勇剛 居友冠

燃?xì)廨啓C(jī)氣路長期負(fù)荷運(yùn)行，無論在性能發(fā)揮上還是質(zhì)量安全上都很難維持原狀，且出現(xiàn)的故障類型不止一種，故障對象不僅有葉片，還有燃燒室等，相關(guān)的診斷方法中有很多充滿智能化和現(xiàn)代化的，維修人員要慎重使用。本文主要針對船舶燃?xì)廨啓C(jī)氣路故障診斷方法進(jìn)行探討。

1 船舶燃?xì)廨啓C(jī)氣路故障

1.1 葉片故障

葉片故障主要有以下幾種，其一積垢故障，垢來自空氣中的灰塵等雜質(zhì)，這些垢經(jīng)過空氣吸入、過濾、燃燒等過程殘留下來的。吸入過程是燃?xì)廨啓C(jī)工作時(shí)，氣路運(yùn)行，葉片轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致的，過濾清裝置會(huì)將空氣中的氣體過濾出去，留下來的固體雜質(zhì)經(jīng)過燃燒室燃燒，最后剩余的顆粒雜質(zhì)才會(huì)成為葉片上積累的污垢。這些污垢會(huì)使葉片運(yùn)行速度變慢，畢竟負(fù)荷是在逐漸增加的，直至加到葉片承受不了，發(fā)生變形，最后會(huì)給燃?xì)廨啓C(jī)造成安全隱患。其二葉頂間隙過大故障，葉頂間隙存在，葉片運(yùn)行安全，不會(huì)和周圍零部件發(fā)生摩擦，葉頂也會(huì)運(yùn)行順暢。間隙距離是有固定范圍的，當(dāng)其出現(xiàn)偏差時(shí)，葉片和葉頂都會(huì)出現(xiàn)失誤。其三磨損故障，機(jī)輪運(yùn)轉(zhuǎn)中不僅會(huì)通過空氣吸入固體顆粒，還會(huì)直接吸入比較細(xì)小的顆粒，這些顆粒無論是在燃燒室還是在汽輪機(jī)葉片上，都會(huì)造成葉片磨損。其四葉片機(jī)械損傷故障，機(jī)械損傷是大型固體物質(zhì)或顆粒和葉片直接撞擊造成的葉片損傷，這些大型顆?；蚬腆w是進(jìn)氣口突然增大的吸引力造成的，這種吸引力是船舶啟動(dòng)突然產(chǎn)生的。雖然這種吸引力是暫時(shí)的，但對葉片也會(huì)造成損傷。

1.2 燃燒室故障

燃燒室和燃?xì)廨啓C(jī)氣路的工作時(shí)間是一樣的，且工作環(huán)境一直是高溫，在不斷燃燒的過程中，該高溫環(huán)境周圍的各種管路以及環(huán)形燃燒室的耐燒性都會(huì)下降，最終損壞，造成燃燒室無法正常工作。燃燒室功能無法發(fā)揮后，葉片積垢等故障隨之也會(huì)發(fā)生。

2 船舶燃?xì)廨啓C(jī)氣路故障診斷方法

2.1 線性和非線性模型診斷法

線性模型是對非線性關(guān)系的處理，在對船舶燃?xì)廨啓C(jī)氣路故障進(jìn)行診斷時(shí)，需要測量氣路在性能正常發(fā)揮時(shí)的一些參數(shù)和非故障狀態(tài)下的參數(shù)，相關(guān)參數(shù)之間的關(guān)系是非線性的。如果采取其他方式對參數(shù)進(jìn)行處理，處理結(jié)果不一定精確，而線性模型就可以解決這一點(diǎn)，主要是簡化非線性關(guān)系完成的。非線性模型建立在氣動(dòng)熱力學(xué)原理的基礎(chǔ)上，這意味著很多故障都有了具體定量分析的數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，故障診斷在精簡同時(shí)也精確許多。

2.2 卡爾曼濾波診斷法

該種方法作用對象為傳感器和氣路，所以氣路中出現(xiàn)的故障是在該種方法診斷范圍中的，這種方法雖然有范圍上的局限性，但在診斷上面，是可以保證沒有誤差的。如果同時(shí)出現(xiàn)多種故障，還需要綜合使用多種診斷方法。

2.3 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)診斷法

在氣路故障發(fā)生時(shí)，具體部位和具體原因并不一定都能查找出來，如果冒然對某種設(shè)備零件進(jìn)行診斷和維修，可能會(huì)引發(fā)其他故障發(fā)生，所以還需要借助貝葉斯網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行進(jìn)一步更加精確的診斷。這種診斷方法需要借助貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)可以對某種故障出現(xiàn)的幾率進(jìn)行計(jì)算，所以會(huì)應(yīng)用到概率知識(shí)，而這種網(wǎng)絡(luò)是將概率知識(shí)轉(zhuǎn)化為圖形進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化。圖形有方向，但不成圓環(huán)，所以圖形是有邊線的，這種邊線就是有向邊，此外還有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。有向邊和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在圖形中所表達(dá)的含義是不同的。將氣路故障中的某些變量作為隨機(jī)變量，并找到這些變量在正常條件下的關(guān)系，將這種關(guān)系表示在有向邊上。再架設(shè)具有獨(dú)立性的隨機(jī)變量，使其表達(dá)在節(jié)點(diǎn)上。前后者組成的網(wǎng)絡(luò)模型會(huì)使故障類型更加清晰。

2.4 智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法

該種方法可直接將氣路故障作為實(shí)踐對象，即使可用于參考的測量參數(shù)數(shù)量極少，也不會(huì)影響該種方法對故障類型的判斷。這種方法還可以綜合其他方法對故障類型進(jìn)行精確判斷?？梢哉f這種方法在氣路故障診斷上非常智能化，因此診斷結(jié)果也是值得參考的。

2.5 模糊邏輯法

這種方法模擬人腦，對氣路故障中的某些參數(shù)或數(shù)據(jù)進(jìn)行測量，使這些數(shù)據(jù)之間能組成相關(guān)函數(shù)，然后用模糊數(shù)學(xué)理論來論證函數(shù)關(guān)系的邏輯性，從而作出不確定性分析，這種分析結(jié)果的邏輯性很強(qiáng)，可以用來判斷氣路故障。將其與非線性模型診斷方法放在一起時(shí)，首選當(dāng)是模糊邏輯法。

2.6 專家系統(tǒng)法

專家系統(tǒng)診斷法是專家借助計(jì)算機(jī)相關(guān)系統(tǒng)，對出現(xiàn)的氣路故障類型和原因進(jìn)行判斷，該計(jì)算機(jī)設(shè)備系統(tǒng)中應(yīng)該含有各種設(shè)備的正產(chǎn)參數(shù)，也含有故障下的不正常數(shù)據(jù)和表現(xiàn)，專家在進(jìn)行分析時(shí)，可以對故障進(jìn)行模型構(gòu)建，然后對號入座，就可以找到與故障相一致的規(guī)則。這種方法信息化、智能化特點(diǎn)很明顯，所以診斷精確度也非常高。

2.7 信息融合法

這種診斷方法需要依賴于信號檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)會(huì)對故障對象的環(huán)境和周圍的設(shè)備運(yùn)行狀況等進(jìn)行檢測，檢測過程就是信息收集的過程，信息如果很全面，意味著主需要做好信息的處理，就能判斷出其中的異常信號，進(jìn)而順藤摸瓜找到故障位置。

3 結(jié)語

船舶燃?xì)廨啓C(jī)氣路故障診斷效率越高越好，在信息時(shí)代，有很多診斷方法中都借助了計(jì)算機(jī)技術(shù)或網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，這會(huì)使得故障診斷更加智能化，氣路故障位置和原因更加精準(zhǔn)后，故障維修質(zhì)量也能得到保證。

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