杜冶

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

關(guān)鍵詞：汽輪機;故障診斷技術(shù);發(fā)展;展望

中圖分類號：TUIO1文獻標(biāo)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(shè)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(fù)雜，運行條件越來越嚴(yán)格，如果汽輪機在運行過程中管理不當(dāng)，出現(xiàn)技術(shù)故障時沒有及時處理，會導(dǎo)致嚴(yán)重的生產(chǎn)事故，造成了嚴(yán)重的經(jīng)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(shù)顯得尤為必要。

1 診斷技術(shù)在汽輪機行業(yè)中的重要性

汽輪機是一種重要的旋轉(zhuǎn)動力設(shè)備。由于經(jīng)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(fù)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(xiàn)故障，將直接影響設(shè)備的運行效率，嚴(yán)重時會造成機組停機、人員傷亡的情況，并造成巨大的經(jīng)濟損失。因此，通過先進的診斷方法，對汽輪機進行科學(xué)的故障診斷，對設(shè)備運行的的安全性和經(jīng)濟性具有重要意義。隨著技術(shù)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(yù)警功能，通過應(yīng)用故障診斷系統(tǒng)，大大降低了的動力設(shè)備的事故率，降低了維護成本。另一方面，故障診斷分析結(jié)果，可以尤為今后設(shè)備運行研究的相關(guān)依據(jù)。隨著技術(shù)的發(fā)展，汽輪機的結(jié)構(gòu)和環(huán)境設(shè)計越來越復(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，輕微的異常也會引起機組的振動問題，直接影響機組運行的安全性。當(dāng)振動幅度超過一定的運行范圍時，如果發(fā)現(xiàn)故障源不及時，會造成嚴(yán)重的運行事故。

2汽輪機故障診斷技術(shù)與方法綜述

2.1靜態(tài)診斷

靜態(tài)診斷是指在汽輪機不工作或運行不正常的情況下，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(shù)人員可及時發(fā)現(xiàn)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(shè)備運行故障的擴大，確保了汽輪機及相關(guān)設(shè)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(shù)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(yù)測，動態(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(chǎn)，但是也發(fā)現(xiàn)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(chǔ)，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(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(yīng)用，但專家系統(tǒng)在汽輪機故障診斷中的應(yīng)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(shù)的過程中，我國發(fā)現(xiàn)了一些比較嚴(yán)重的問題，如汽輪機故障研究機構(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)致無法進行廣泛的互動。這會導(dǎo)致人力物力的浪費，只有方案與生產(chǎn)實際管理相結(jié)合，才能實現(xiàn)技術(shù)集成。

4汽輪機故障診斷技術(shù)

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(jīng)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(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)濟診斷與檢測系統(tǒng)，是一個很有代表性的，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)火電機組實時經(jīng)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?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)國際委員會（ICG）和全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)國際委員會（ICG）在全球范圍內(nèi)提供GNSS服務(wù);實現(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)機組設(shè)計使用的內(nèi)部設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和試驗站的安裝優(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，但國內(nèi)理論研究也相對落后，建立的數(shù)據(jù)庫不匹配，專家知識庫的缺陷和后期服務(wù)保障不足。

結(jié)束語

隨著汽輪機設(shè)計的發(fā)展，對汽輪機的高參數(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典型的汽輪機故障診斷應(yīng)用系統(tǒng)。

它可以診斷故障，提高效率，改變診斷觀念，實現(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理，還要與實際運行相結(jié)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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