王俊魁

中圖分類號：TK26 文獻(xiàn)標(biāo)識：A 文章編號：1674-1145（2016）02-000-02

摘 要 近年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的日益迅速，汽輪機(jī)作為一種常用的機(jī)械設(shè)備在電力等各大工業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。與一般的機(jī)械設(shè)備不同，汽輪機(jī)工作環(huán)境較為特殊，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其運(yùn)行情況與生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本之間密切相關(guān)。本文在分析汽輪機(jī)現(xiàn)存問題的基礎(chǔ)上，對當(dāng)前汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)發(fā)展情況及其未來進(jìn)行了相應(yīng)的研究與探索，旨在推動汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)水平得到進(jìn)一步提升。

關(guān)鍵詞 汽輪機(jī) 故障 診斷技術(shù) 發(fā)展

伴隨我國對工業(yè)發(fā)展的越來越高度重視，人們對工業(yè)設(shè)備的運(yùn)行安全性、穩(wěn)定性與可靠性等多方面提出了更高的要求。如何加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備故障診斷，降低故障發(fā)生幾率成為現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域工作的首要任務(wù)。汽輪機(jī)作為電力生產(chǎn)中的重要設(shè)備之一，一旦其發(fā)生故障將會給整個電力系統(tǒng)帶來巨大的不良影響，甚至引發(fā)人員傷亡事故。因此，非常有必要對汽輪機(jī)故障進(jìn)行分析與診斷，這樣才能有效提高汽輪機(jī)的安全性與可靠性。

一、汽輪機(jī)故障診斷現(xiàn)存問題

（一）材料性能診斷環(huán)節(jié)薄弱

材料性能檢測是汽輪機(jī)檢測工作中一個十分重要的環(huán)節(jié)。正常情況下，在檢測汽輪機(jī)材料性能時，需要對汽輪機(jī)的使用期限進(jìn)行預(yù)測。但就目前情況來看，汽輪機(jī)材料性能檢測環(huán)節(jié)薄弱是我國大多數(shù)電力企業(yè)普遍存在的一個問題，即汽輪機(jī)材料性能診斷工作存在諸多地方需要改進(jìn)，材料性能檢測需要引起檢查人員的高度重視，檢測力度需要加強(qiáng)。

（二）檢測方面問題

就現(xiàn)有汽輪機(jī)故障診斷系統(tǒng)而言，大多數(shù)系統(tǒng)均存在這樣那樣的弊端與缺陷，如許多汽輪機(jī)故障診斷系統(tǒng)采用推理算法，這在故障征兆的獲取上是個不可忽視的弊端，長期以來都沒有取得較有成效的突破。究其原因發(fā)現(xiàn)，汽輪機(jī)故障診斷系統(tǒng)檢測問題是導(dǎo)致上述弊端產(chǎn)生的主要因素[1]。由于汽輪機(jī)故障診斷系統(tǒng)所用檢測技術(shù)較為陳舊落后，難以適應(yīng)與滿足時代發(fā)展需求，難以實(shí)現(xiàn)對汽輪機(jī)故障的有效檢測，導(dǎo)致診斷系統(tǒng)應(yīng)有的效用無法正常發(fā)揮出來，這極大地阻礙了汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。

二、汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)

（一）信號采集與分析

在信號采集方面，鑒于汽輪機(jī)工作環(huán)境較為惡劣，對故障診斷系統(tǒng)中傳感器要求偏高，而傳感器是系統(tǒng)信號采集的重要部件，所以當(dāng)前對于汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)的研究主要側(cè)重于降低誤診率和漏診率，提高傳感器的工作性能與可靠性，以及積極開發(fā)新的傳感器。

在信號分析與處理方面，目前使用最多的為振動信號分析與處理。而快速傅里葉變換（FFT）是汽輪機(jī)故障診斷系統(tǒng)中振動信號分析與處理采用最多的一種思想[2]。該思想的主要內(nèi)容是將一般時域信號表示成不同頻率的諧波函數(shù)，并以線性疊加的方式表示出來。同時，快速傅里葉變換思想認(rèn)為信號是平穩(wěn)的，因而分析出的頻率具有統(tǒng)計(jì)不變性。從大量實(shí)踐應(yīng)用情況來看，F(xiàn)FT在汽輪機(jī)故障診斷信號分析過程中對于許多平穩(wěn)信號都較為適用。然而，在實(shí)際診斷過程中許多信號都是不平穩(wěn)的、非線性的。所以，提高信號分析精度與處理效率，是汽輪機(jī)故障診斷研究人員當(dāng)前所迫切需要解決的一個問題。

（二）故障診斷

要想對汽輪機(jī)故障進(jìn)行準(zhǔn)確的診斷，首先就需要對故障發(fā)生的機(jī)理進(jìn)行了解，這也是汽輪機(jī)故障診斷工作中一項(xiàng)不可缺少的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)。目前對于汽輪機(jī)故障機(jī)理的研究主要包括故障類型與故障規(guī)律兩方面。根據(jù)汽輪機(jī)故障發(fā)生機(jī)理，目前制定的故障診斷策略較為有效的主要有邏輯診斷、模糊診斷、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對比診斷、專家系統(tǒng)和模式識別等[3]。其中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)是當(dāng)前研究較多的兩種診斷方法。故障診斷的一般過程如圖1。

圖1汽輪機(jī)故障診斷一般過程

（三）應(yīng)用人工智能

伴隨互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷進(jìn)步與信息技術(shù)應(yīng)用的日益廣泛，人工智能已經(jīng)成為當(dāng)今時代的代名詞，許多領(lǐng)域目前正致力于發(fā)展人工智能。作為我國重要支柱產(chǎn)業(yè)之一的電力產(chǎn)業(yè)，在汽輪機(jī)故障診斷方面也正朝著人工智能的方向發(fā)展。其中最具代表性的當(dāng)屬專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)作為人工智能在汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)中的應(yīng)用成果已取得了成功，但面對科技飛速發(fā)展的新時期，汽輪機(jī)故障診斷中的人工智能仍有許多問題丞待解決，如自學(xué)習(xí)、知識的獲取、智能辨識、信息融合等等。

三、汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)的未來展望

雖然現(xiàn)有汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)已普遍應(yīng)用于實(shí)際當(dāng)中，但從上文對汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)及各相關(guān)方面的深入研究與分析中發(fā)現(xiàn)，我國汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)仍存在較多問題，診斷技術(shù)水平需要不斷提高[4]。同時，為加快解決汽輪機(jī)故障問題，未來我國汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)將朝著全方位檢測技術(shù)，診斷技術(shù)與仿真技術(shù)有效融合、綜合診斷與故障機(jī)理更深入研究等幾個重點(diǎn)方向發(fā)展。

在故障機(jī)理更深入研究方面，需要電力企業(yè)相關(guān)工作人員加大對汽輪機(jī)故障機(jī)理的研究力度與深度，尤其是對漸發(fā)故障定量表征和整個故障系統(tǒng)狀態(tài)指標(biāo)的研究，并在此基礎(chǔ)上對汽輪機(jī)故障機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)、明確的區(qū)分。只有明確汽輪機(jī)故障機(jī)理，汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)才能得到有效的改進(jìn)與優(yōu)化，才能得到快速穩(wěn)定的發(fā)展。

在全方位檢測技術(shù)方面，需要系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員利用自動化技術(shù)、GPS定位技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種現(xiàn)代化信息技術(shù)來積極開發(fā)新型汽輪機(jī)故障診斷系統(tǒng)，在不斷提升系統(tǒng)功能的同時，實(shí)現(xiàn)對汽輪機(jī)故障的全方位檢測，實(shí)現(xiàn)對汽輪機(jī)故障診斷效率的提升。

對于診斷技術(shù)與仿真技術(shù)的有效融合，主要是基于故障仿真思想來實(shí)現(xiàn)對汽輪機(jī)故障類型的辨別[5]。利用仿真技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對汽輪機(jī)組成零件故障的識別與診斷，而診斷技術(shù)與仿真技術(shù)的融合既能夠?yàn)閷＜蚁到y(tǒng)提供所需知識與學(xué)習(xí)樣本，又能夠在故障潛伏時期對汽輪機(jī)征兆進(jìn)行充分研究，從而大大提高汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)水平，促進(jìn)汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)快速發(fā)展。

綜合診斷發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在相關(guān)研究人員正逐步擴(kuò)大對汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)的研究寬度，這就為綜合診斷技術(shù)的發(fā)展提供了有利的條件。目前，對于汽輪機(jī)性能診斷、油液診斷、機(jī)械振動及溫度診斷等的綜合性診斷已初步形成體系，并在繼續(xù)發(fā)展著。

四、結(jié)語

通過上文表述，我們可以清楚的了解到汽輪機(jī)在我國工業(yè)發(fā)展過程中所占據(jù)的重要地位與發(fā)揮的重要作用，以及汽輪機(jī)故障診斷的重要性與必要性。雖然目前我國汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)整體水平較低，但隨著相關(guān)人士對汽輪機(jī)故障診斷重要性認(rèn)識的不斷提高與故障診斷研究力度的不斷加大，相信我國汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)必定會得到顯著提升。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 余熳燁.基于Matlab的某電廠汽輪機(jī)振動故障診斷系統(tǒng)的研究[D].華南理工大學(xué)，2011.

[4] 董恒.汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)的發(fā)展與展望[J].硅谷，2013，20：6+13.

[5] 付麗莉.汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)的發(fā)展分析和研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015.08.