汽輪機故障診斷技術的發(fā)展現狀研究

杜冶

摘? 要：近年來，我國工業(yè)生產發(fā)展迅速，利用汽輪機故障診斷技術對設備的狀態(tài)和性能進行綜合評價顯得十分重要，根據相關數據對汽輪機性能和質量誤差的估計，給出了故障診斷方法和解決機制。

關鍵詞：汽輪機;故障診斷技術;發(fā)展;展望

中圖分類號：TUIO1文獻標識碼：A

引言

隨著工業(yè)社會的發(fā)展，我們越來越重視機械設備的安全性，汽輪機在我國電力工業(yè)中占有重要地位，隨著汽輪機性能的提高，其機理越來越復雜，運行條件越來越嚴格，如果汽輪機在運行過程中管理不當，出現技術故障時沒有及時處理，會導致嚴重的生產事故，造成了嚴重的經濟損失。因此，在汽輪機的日常運行和使用中，發(fā)展故障診斷技術顯得尤為必要。

1 診斷技術在汽輪機行業(yè)中的重要性

汽輪機是一種重要的旋轉動力設備。由于經濟發(fā)展的需要，大容量、多功能化的汽輪機成為了發(fā)展趨勢。由于在復雜多變的運行環(huán)境中，汽輪機受高溫、高壓和水蝕等影響，容易引起機組的運行故障。如果汽輪機出現故障，將直接影響設備的運行效率，嚴重時會造成機組停機、人員傷亡的情況，并造成巨大的經濟損失。因此，通過先進的診斷方法，對汽輪機進行科學的故障診斷，對設備運行的的安全性和經濟性具有重要意義。隨著技術的進步，對汽輪機的安全運行也有了更高的要求，故障診斷不再局限于找出問題原因，而是不斷開發(fā)機組可能發(fā)生的重大事故而進行的預警功能，通過應用故障診斷系統(tǒng)，大大降低了的動力設備的事故率，降低了維護成本。另一方面，故障診斷分析結果，可以尤為今后設備運行研究的相關依據。隨著技術的發(fā)展，汽輪機的結構和環(huán)境設計越來越復雜，操作系統(tǒng)也越來越智能化。這也使得汽輪機診斷更加困難。在高速工況和經常多變的工況下，輕微的異常也會引起機組的振動問題，直接影響機組運行的安全性。當振動幅度超過一定的運行范圍時，如果發(fā)現故障源不及時，會造成嚴重的運行事故。

2汽輪機故障診斷技術與方法綜述

2.1靜態(tài)診斷

靜態(tài)診斷是指在汽輪機不工作或運行不正常的情況下，工程技術人員應通過適當的技術分析方法對部件進行檢查，對以前可能發(fā)生故障的部件進行檢測和評估，并及時對問題部件進行處理。靜態(tài)診斷是汽輪機故障診斷的重要部分，通過靜態(tài)診斷，工程技術人員可及時發(fā)現汽輪機組運行中存在潛在的故障。采提前進行排除，防止了設備運行故障的擴大，確保了汽輪機及相關設備的正常有效運行。

2.2動態(tài)診斷

動態(tài)診斷是對汽輪機模塊在正常運行過程中的故障進行診斷。通過對汽輪機組性能參數的分析和評價，對汽輪機組可能發(fā)生的故障和故障進行預測，動態(tài)診斷比靜態(tài)診斷更注重預防。這種技術需要借助歷史數據或者靜態(tài)診斷來進行處理，做到防患于未然。比如發(fā)電機組發(fā)生的軸系異常震動，通常是由于因熱態(tài)時軸系中心和冷態(tài)時存在一定的差異而引起，如果可以在機組冷態(tài)時認識到這一差異，就可以有效避免異常震動故障的發(fā)生。

3汽輪機故障診斷

3.1汽輪機故障機理以及診斷方法

在汽輪機運行過程中，雖然汽輪機不斷推進我國工業(yè)生產，但是也發(fā)現了許多不足。汽輪機故障診斷需要了解故障機理，故障機理研究是故障診斷的基礎，目前，汽輪機故障機理主要包括故障規(guī)律。汽輪機故障診斷最常用的診斷方法是比較診斷邏輯診斷、統(tǒng)計診斷、模式識別、模糊診斷、人工神經網絡和專家系統(tǒng)，最常用的是后兩種診斷方法。

3.2汽輪機故障診斷時存在的問題

雖然人工智能在汽輪機故障診斷中得到了廣泛的應用，但專家系統(tǒng)在汽輪機故障診斷中的應用還需要解決許多問題，因為知識識別、信息分析和獲取信息的機會有限。

在引進汽輪機故障診斷技術的過程中，我國發(fā)現了一些比較嚴重的問題，如汽輪機故障研究機構比較分散。由于溝通和交流的局限性，許多重復的學習可能導致無法進行廣泛的互動。這會導致人力物力的浪費，只有方案與生產實際管理相結合，才能實現技術集成。

4汽輪機故障診斷技術

在汽輪機故障的早期診斷中，主要采用人工助聽、檢查、感覺等手段。由于長期的經驗，人們可以對汽輪機的故障做出一定的判斷，但這種判斷缺乏科學依據，而且是有限的，今天隨著科學技術的發(fā)展和人工智能信息技術的普及，傳感器技術和網絡技術不再是新技術。西安交通大學火電廠在線經濟診斷與檢測系統(tǒng)，是一個很有代表性的，清華大學、中國科技大學、東南大學，與電站合作研究開發(fā)火電機組實時經濟性分析和性能控制及故障診斷系統(tǒng)，尋找最佳運行工況;與中國合作開發(fā)多個智能電廠，通過全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)國際委員會（ICG）和全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)國際委員會（ICG）在全球范圍內提供GNSS服務;實現能源使用分析、熱力系統(tǒng)再生故障診斷等技術應用。

根據國內機組設計使用的內部設計標準和試驗站的安裝優(yōu)化開發(fā)，國產故障診斷系統(tǒng)比國外更符合工程要求，目前該系統(tǒng)正在開發(fā)中，研究機構更適合國內電廠，系統(tǒng)選型更頻繁，與國外產品相比，更具優(yōu)勢，但國內理論研究也相對落后，建立的數據庫不匹配，專家知識庫的缺陷和后期服務保障不足。

結束語

隨著汽輪機設計的發(fā)展，對汽輪機的高參數、高可靠性和多功能性提出了越來越高的要求，近年來，國內外各高校為了克服現有系統(tǒng)的不足，在企業(yè)和工程界研究了一個典型的汽輪機故障診斷應用系統(tǒng)。

它可以診斷故障，提高效率，改變診斷觀念，實現大規(guī)模的工業(yè)應用，其目標應該是提高故障診斷能力，不僅要研究各種故障機理，還要與實際運行相結合。這些要求不僅取決于對汽輪機故障狀態(tài)的理解，還取決于對汽輪機故障狀態(tài)的理解。

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