摘 要：汽輪機(jī)在我國電力工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著不可替代的作用，隨著科技的發(fā)展，汽輪機(jī)的性能也越來越先進(jìn)，與此同時(shí)汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)也更為復(fù)雜，其運(yùn)行環(huán)境也十分苛刻，這就使得汽輪機(jī)容易發(fā)生各類故障，給電力生產(chǎn)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和安全隱患，因此對汽輪機(jī)故障的診斷技術(shù)就顯得格外重要。文章介紹了汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)的一般情況，探討了當(dāng)前汽輪機(jī)故障診斷中存在的問題，展望了汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；電力；故障；診斷；傳感器

前言

汽輪機(jī)作為電力生產(chǎn)中最為核心的設(shè)備，在我國電力工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程中發(fā)揮著不可替代的作用，在功能越來越先進(jìn)的同時(shí)，其運(yùn)行的安全性和可靠性同樣不容忽視，為此，加強(qiáng)汽輪機(jī)故障診斷工作，不斷提升診斷技術(shù)水平成為當(dāng)前電力企業(yè)工作中的重中之重。隨著科技的發(fā)展，汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)得到不斷完善，但目前還存在著很多亟待解決的問題，使得故障診斷還無法滿足工業(yè)生產(chǎn)中汽輪機(jī)維護(hù)和保養(yǎng)的需求，即無法為汽輪機(jī)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供技術(shù)保障，因此必須不斷提升汽輪機(jī)診斷技術(shù)的水平。

1 汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)簡介

1.1 信息的采集和分析

對汽輪機(jī)運(yùn)行故障進(jìn)行在線診斷最主要的就是對信息的采集和分析，信息采集主要借助傳感器來完成，這就帶來兩個(gè)方面的問題，一方面由于汽輪機(jī)本身的運(yùn)行環(huán)境比較特殊，要求傳感器必須能適應(yīng)其工作環(huán)境，以防傳感器損壞、失效或系統(tǒng)誤差過大；另一方面?zhèn)鞲衅鞅旧淼男阅芤渤蔀楣收显\斷成功率的關(guān)鍵所在。為此，當(dāng)前人們的關(guān)注重點(diǎn)主要在于如何提高傳感器的可靠性上，并針對汽輪機(jī)故障診斷工作開發(fā)專門的傳感器，從而提高傳感器對于信息的采集能力；另外，為降低信息采集導(dǎo)致的故障診斷實(shí)務(wù)和高漏診率等因素，一些學(xué)者開始致力于開發(fā)傳感器信息采集與診斷融合的技術(shù)，然而這種基于傳感器的診斷技術(shù)由于其硬件本身原因使得在實(shí)際應(yīng)用中不常采用。實(shí)際工作中，傳感器將汽輪機(jī)組件的振動情況轉(zhuǎn)換為信號輸出以用作分析，通過分析結(jié)果得出汽輪機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)是否正常，如帶故障運(yùn)行則需要采取進(jìn)一步的措施。當(dāng)前最常采用的振動信號處理方法是利用快速傅里葉變換，這種處理方法主要適用于信號較為平穩(wěn)、信號的線性特征較好的情況，而實(shí)際工作中大多數(shù)的信號都是非平穩(wěn)狀態(tài)，采用快速傅里葉變換就顯得很局限，為提高信號分析的準(zhǔn)確度，可采用將信號轉(zhuǎn)化為圖形進(jìn)行辨識的方法，隨著人們對汽輪機(jī)故障診斷重視程度的不斷增加，這種信息分析方法的應(yīng)用也越來越廣泛。

1.2 汽輪機(jī)故障機(jī)理與診斷

對汽輪機(jī)故障發(fā)生的機(jī)理進(jìn)行診斷有助于揭開故障發(fā)生的原因，通過對故障發(fā)生的一般規(guī)律和征兆等的分析，從而通過日常的維護(hù)來盡量避免發(fā)生故障，并能在發(fā)生故障后通過全面的分析后確定故障的類型，從而有的放矢地采取針對性較強(qiáng)的措施來消除故障。實(shí)際工作中，對于汽輪機(jī)故障機(jī)理的診斷采用的方法主要有對比法、統(tǒng)計(jì)法、邏輯診斷等，常用的診斷策略包括模式識別、模糊診斷、專家系統(tǒng)以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等等。

2 當(dāng)前汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)尚存在的問題

雖然汽輪機(jī)故障診斷已經(jīng)受到了足夠的重視，并得到了較為快速的發(fā)展，但由于多方面的原因，使得當(dāng)前汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)還存在諸多問題，只有切實(shí)解決這些問題才能使故障診斷在電力企業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮出應(yīng)有的作用。

2.1 檢測手段相對落后

目前汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)主要基于推理算法，而推理算法的關(guān)鍵在于對故障征兆的獲取，這也成為汽輪機(jī)故障診斷系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的瓶頸所在，其主要原因就在于當(dāng)前的檢測手段相對落后，在諸多情況下無法準(zhǔn)確獲取故障的征兆，因此無法滿足實(shí)際故障診斷工作的需要。

2.2 故障診斷對象相對局限

與其他設(shè)備相同的是，汽輪機(jī)也是由不同材質(zhì)的若干部分組成的，因此組成汽輪機(jī)的材料材質(zhì)也是影響故障率的一個(gè)重要方面，通過對材料的性能進(jìn)行診斷可以大概分析出汽輪機(jī)每個(gè)零部件的使用壽命，從而避免由于零部件的過度磨損導(dǎo)致的故障。而當(dāng)前對汽輪機(jī)故障的診斷主要是針對其工作狀態(tài)的診斷，即通過采集工作過程中的振動信號加以分析，雖然在很大程度上可以診斷出汽輪機(jī)運(yùn)行的故障隱患，但仍然不夠全面。

2.3 故障機(jī)理難以準(zhǔn)確識別

對汽輪機(jī)故障發(fā)生的機(jī)理進(jìn)行準(zhǔn)確的識別是故障診斷后續(xù)工作得以順利開展的前提，但由于汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行環(huán)境都具有復(fù)雜性的特點(diǎn)，在實(shí)際工作中很難對故障機(jī)理進(jìn)行準(zhǔn)確的識別，大多數(shù)時(shí)候都是在機(jī)理并不十分明確的情況下結(jié)合積累的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，有一定的參考價(jià)值，但對故障分析和診斷來說還是顯得捉襟見肘，使得實(shí)際診斷結(jié)果往往不夠準(zhǔn)確。

2.4 智能化水平不高

目前汽輪機(jī)故障診斷系統(tǒng)的運(yùn)行主要還是依靠設(shè)備與人員的配合來完成，在很大程度上診斷結(jié)果還取決于相關(guān)人員的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)積累程度，智能化水平不高，因此工作效率較低，且故障診斷精度有待提高。

3 汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 故障機(jī)理研究力度的加大

故障機(jī)理是故障診斷的首要工作，隨著時(shí)代的發(fā)展，人們越來越認(rèn)識到故障機(jī)理分析對于汽輪機(jī)故障診斷的意義，在可預(yù)見的未來，各種科技手段的不斷應(yīng)用以及本行業(yè)專家和技術(shù)人員經(jīng)驗(yàn)的積累都會促進(jìn)故障機(jī)理研究水平的提高，將為汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)突破瓶頸帶來實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。

3.2 人工智能技術(shù)的不斷應(yīng)用

將人工智能系統(tǒng)與汽輪機(jī)故障診斷有機(jī)地結(jié)合起來，可提升汽輪機(jī)故障診斷的智能化水平，從而提高工作效率和精度。當(dāng)前人工智能技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)取得了可喜的進(jìn)展，雖然在實(shí)際應(yīng)用中目前還不能完全實(shí)現(xiàn)人工智能化，但隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，技術(shù)上的問題將迎刃而解，人工智能技術(shù)用于汽輪機(jī)故障診斷將成為大勢所趨。

3.3 全方位的綜合性故障診斷

為實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)工作的安全性，就應(yīng)當(dāng)對汽輪機(jī)故障進(jìn)行全方位的診斷，包括對汽輪機(jī)各個(gè)零部件壽命的初步診斷、汽輪機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的診斷等，同時(shí)對其進(jìn)行綜合性的診斷，包括抽液診斷、邏輯診斷、性能診斷等等，通過全方位的綜合性的診斷有效排查汽輪機(jī)可能存在的所有故障，以確保汽輪機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定。

4 結(jié)束語

綜上所述，在電力工業(yè)生產(chǎn)中，故障診斷技術(shù)對于汽輪機(jī)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行具有不可忽視的作用，因此應(yīng)當(dāng)針對當(dāng)前工作中存在的問題，對癥下藥，加強(qiáng)汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)的研發(fā)力度，為電力企業(yè)的安全生產(chǎn)保駕護(hù)航，從而為電力企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

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