杜冶

摘? 要：近年來，我國工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展迅速，利用汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)對(duì)設(shè)備的狀態(tài)和性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)顯得十分重要，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)汽輪機(jī)性能和質(zhì)量誤差的估計(jì)，給出了故障診斷方法和解決機(jī)制。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī);故障診斷技術(shù);發(fā)展;展望

中圖分類號(hào)：TUIO1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

隨著工業(yè)社會(huì)的發(fā)展，我們?cè)絹碓街匾暀C(jī)械設(shè)備的安全性，汽輪機(jī)在我國電力工業(yè)中占有重要地位，隨著汽輪機(jī)性能的提高，其機(jī)理越來越復(fù)雜，運(yùn)行條件越來越嚴(yán)格，如果汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中管理不當(dāng)，出現(xiàn)技術(shù)故障時(shí)沒有及時(shí)處理，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的生產(chǎn)事故，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，在汽輪機(jī)的日常運(yùn)行和使用中，發(fā)展故障診斷技術(shù)顯得尤為必要。

1 診斷技術(shù)在汽輪機(jī)行業(yè)中的重要性

汽輪機(jī)是一種重要的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力設(shè)備。由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，大容量、多功能化的汽輪機(jī)成為了發(fā)展趨勢(shì)。由于在復(fù)雜多變的運(yùn)行環(huán)境中，汽輪機(jī)受高溫、高壓和水蝕等影響，容易引起機(jī)組的運(yùn)行故障。如果汽輪機(jī)出現(xiàn)故障，將直接影響設(shè)備的運(yùn)行效率，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成機(jī)組停機(jī)、人員傷亡的情況，并造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，通過先進(jìn)的診斷方法，對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行科學(xué)的故障診斷，對(duì)設(shè)備運(yùn)行的的安全性和經(jīng)濟(jì)性具有重要意義。隨著技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)汽輪機(jī)的安全運(yùn)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(jī)組可能發(fā)生的重大事故而進(jìn)行的預(yù)警功能，通過應(yīng)用故障診斷系統(tǒng)，大大降低了的動(dòng)力設(shè)備的事故率，降低了維護(hù)成本。另一方面，故障診斷分析結(jié)果，可以尤為今后設(shè)備運(yùn)行研究的相關(guān)依據(jù)。隨著技術(shù)的發(fā)展，汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)和環(huán)境設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜，操作系統(tǒng)也越來越智能化。這也使得汽輪機(jī)診斷更加困難。在高速工況和經(jīng)常多變的工況下，輕微的異常也會(huì)引起機(jī)組的振動(dòng)問題，直接影響機(jī)組運(yùn)行的安全性。當(dāng)振動(dòng)幅度超過一定的運(yùn)行范圍時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)故障源不及時(shí)，會(huì)造成嚴(yán)重的運(yùn)行事故。

2汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)與方法綜述

2.1靜態(tài)診斷

靜態(tài)診斷是指在汽輪機(jī)不工作或運(yùn)行不正常的情況下，工程技術(shù)人員應(yīng)通過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)分析方法對(duì)部件進(jìn)行檢查，對(duì)以前可能發(fā)生故障的部件進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)估，并及時(shí)對(duì)問題部件進(jìn)行處理。靜態(tài)診斷是汽輪機(jī)故障診斷的重要部分，通過靜態(tài)診斷，工程技術(shù)人員可及時(shí)發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)組運(yùn)行中存在潛在的故障。采提前進(jìn)行排除，防止了設(shè)備運(yùn)行故障的擴(kuò)大，確保了汽輪機(jī)及相關(guān)設(shè)備的正常有效運(yùn)行。

2.2動(dòng)態(tài)診斷

動(dòng)態(tài)診斷是對(duì)汽輪機(jī)模塊在正常運(yùn)行過程中的故障進(jìn)行診斷。通過對(duì)汽輪機(jī)組性能參數(shù)的分析和評(píng)價(jià)，對(duì)汽輪機(jī)組可能發(fā)生的故障和故障進(jìn)行預(yù)測(cè)，動(dòng)態(tài)診斷比靜態(tài)診斷更注重預(yù)防。這種技術(shù)需要借助歷史數(shù)據(jù)或者靜態(tài)診斷來進(jìn)行處理，做到防患于未然。比如發(fā)電機(jī)組發(fā)生的軸系異常震動(dòng)，通常是由于因熱態(tài)時(shí)軸系中心和冷態(tài)時(shí)存在一定的差異而引起，如果可以在機(jī)組冷態(tài)時(shí)認(rèn)識(shí)到這一差異，就可以有效避免異常震動(dòng)故障的發(fā)生。

3汽輪機(jī)故障診斷

3.1汽輪機(jī)故障機(jī)理以及診斷方法

在汽輪機(jī)運(yùn)行過程中，雖然汽輪機(jī)不斷推進(jìn)我國工業(yè)生產(chǎn)，但是也發(fā)現(xiàn)了許多不足。汽輪機(jī)故障診斷需要了解故障機(jī)理，故障機(jī)理研究是故障診斷的基礎(chǔ)，目前，汽輪機(jī)故障機(jī)理主要包括故障規(guī)律。汽輪機(jī)故障診斷最常用的診斷方法是比較診斷邏輯診斷、統(tǒng)計(jì)診斷、模式識(shí)別、模糊診斷、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)，最常用的是后兩種診斷方法。

3.2汽輪機(jī)故障診斷時(shí)存在的問題

雖然人工智能在汽輪機(jī)故障診斷中得到了廣泛的應(yīng)用，但專家系統(tǒng)在汽輪機(jī)故障診斷中的應(yīng)用還需要解決許多問題，因?yàn)橹R(shí)識(shí)別、信息分析和獲取信息的機(jī)會(huì)有限。

在引進(jìn)汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)的過程中，我國發(fā)現(xiàn)了一些比較嚴(yán)重的問題，如汽輪機(jī)故障研究機(jī)構(gòu)比較分散。由于溝通和交流的局限性，許多重復(fù)的學(xué)習(xí)可能導(dǎo)致無法進(jìn)行廣泛的互動(dòng)。這會(huì)導(dǎo)致人力物力的浪費(fèi)，只有方案與生產(chǎn)實(shí)際管理相結(jié)合，才能實(shí)現(xiàn)技術(shù)集成。

4汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)

在汽輪機(jī)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(jīng)驗(yàn)，人們可以對(duì)汽輪機(jī)的故障做出一定的判斷，但這種判斷缺乏科學(xué)依據(jù)，而且是有限的，今天隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人工智能信息技術(shù)的普及，傳感器技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不再是新技術(shù)。西安交通大學(xué)火電廠在線經(jīng)濟(jì)診斷與檢測(cè)系統(tǒng)，是一個(gè)很有代表性的，清華大學(xué)、中國科技大學(xué)、東南大學(xué)，與電站合作研究開發(fā)火電機(jī)組實(shí)時(shí)經(jīng)濟(jì)性分析和性能控制及故障診斷系統(tǒng)，尋找最佳運(yùn)行工況;與中國合作開發(fā)多個(gè)智能電廠，通過全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)國際委員會(huì)（ICG）和全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)國際委員會(huì)（ICG）在全球范圍內(nèi)提供GNSS服務(wù);實(shí)現(xiàn)能源使用分析、熱力系統(tǒng)再生故障診斷等技術(shù)應(yīng)用。

根據(jù)國內(nèi)機(jī)組設(shè)計(jì)使用的內(nèi)部設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)站的安裝優(yōu)化開發(fā)，國產(chǎn)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(jī)構(gòu)更適合國內(nèi)電廠，系統(tǒng)選型更頻繁，與國外產(chǎn)品相比，更具優(yōu)勢(shì)，但國內(nèi)理論研究也相對(duì)落后，建立的數(shù)據(jù)庫不匹配，專家知識(shí)庫的缺陷和后期服務(wù)保障不足。

結(jié)束語

隨著汽輪機(jī)設(shè)計(jì)的發(fā)展，對(duì)汽輪機(jī)的高參數(shù)、高可靠性和多功能性提出了越來越高的要求，近年來，國內(nèi)外各高校為了克服現(xiàn)有系統(tǒng)的不足，在企業(yè)和工程界研究了一個(gè)典型的汽輪機(jī)故障診斷應(yīng)用系統(tǒng)。

它可以診斷故障，提高效率，改變?cè)\斷觀念，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用，其目標(biāo)應(yīng)該是提高故障診斷能力，不僅要研究各種故障機(jī)理，還要與實(shí)際運(yùn)行相結(jié)合。這些要求不僅取決于對(duì)汽輪機(jī)故障狀態(tài)的理解，還取決于對(duì)汽輪機(jī)故障狀態(tài)的理解。

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