风电机组齿轮箱故障模式研究与维修方式决策

发布时间：2017-09-14 18:25

  本文关键词：风电机组齿轮箱故障模式研究与维修方式决策

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【摘要】：风电机组齿轮箱是风力发电机组重要的组成部分之一,它的作用是增加转速以实现低转速叶轮和高转速发电机的匹配。它同时也是风电机组中故障频发的部分,齿轮箱故障会给机组正常运行带来很大的影响,相关的经济损失也很高。并且,由于齿轮箱的维修工作属于高空作业,加上齿轮箱内部空间狭小,设备零件复杂,维修起来相当困难。现有的维修方式容易造成“过维修”和“欠维修”,都不利于风电机组齿轮箱的安全可靠运行,所以,针对风电机组齿轮箱,研究其故障模式和故障影响,在其发生故障前采取预防性维修,发生故障后准确判断并妥善处置,提高其工作可靠性是一项具有现实意义的问题。本文结合风电机组齿轮箱历年运行记录,分析了风电机组齿轮箱各子系统以及零部件的故障模式,研究了这些故障模式所造成的危害程度,并作出了相应的风险等级评价,有针对性地制定了维修方式,具体研究内容包括以下几个方面：(1)基于贝叶斯网络模型的风电机组齿轮箱故障模式分析方法。本文在风电机组重要系统部件的故障次数和停机时间统计结果的基础上,采用FMEA分析方法分析了风电机组齿轮箱故障模式、故障原因、故障影响和对策措施,进一步分层次地建立了故障树分析模型。最后,本文引进了贝叶斯网络分析法,并以风电机组齿轮箱轴的故障模式分析为例,给出了贝叶斯网络分析法的具体应用过程。(2)基于层次分析法的风电机组齿轮箱故障模式风险等级评估方法。本文在风电机组齿轮箱故障模式FMEA分析的基础上,根据相关风险评价指标标准,确定了风电机组齿轮箱故障模式风险等级的确定方法。为了改正该方法处理风险等级相近故障模式时不明确的缺点,引进模糊层次分析法,建立了更加精确的故障模式风险等级评估模型。最后,以风电机组齿轮箱润滑油的故障模式为例,应用模糊层次分析法进行风险等级评估。(3)基于模糊层次分析法的风电机组维修方式决策方法。本文围绕风电机组齿轮箱维修方式的决策展开了研究。通过研究了风电场设备维修常用的维修方式,提出了应用三角模糊层次分析法来进行维修方式的选择的方法。结合风电机组设备的特点,制定了维修决策所需的合理的比较准则,建立了一个满足风电机组设备实际情况的决策模型。最后,以风电机组齿轮箱轴承的维修方式选择为实例,详细地给出了应用的全过程,验证了该方法的科学合理性。
【关键词】：故障模式分析 风险等级评估 模糊层次分析法 维修方式选择
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM315;TH132.41
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.3 本文研究内容12-14
• 第2章 风电机组齿轮箱故障模式分析14-32
• 2.1 引言14
• 2.2 风电机组概述14-16
• 2.2.1 风电机组结构类型14
• 2.2.2 风电机组齿轮箱介绍14-16
• 2.3 风电机组故障模式统计16-18
• 2.4 风电机组齿轮箱FMEA分析18-19
• 2.4.1 FMEA的主要内容18
• 2.4.2 FMEA的主要流程18
• 2.4.3 齿轮箱的FMEA18-19
• 2.5 风电机组齿轮箱FTA分析19-27
• 2.5.1 故障树分析法19-20
• 2.5.2 故障树的建立流程20
• 2.5.3 齿轮箱的故障树20-24
• 2.5.4 风电机组齿轮箱故障树分析24-27
• 2.6 风电机组齿轮箱贝叶斯网络分析27-31
• 2.6.1 贝叶斯网络分析法27
• 2.6.2 风电机组齿轮箱的贝叶斯网络模型27-30
• 2.6.3 风电机组齿轮箱贝叶斯网络模型的分析30-31
• 2.7 本章小结31-32
• 第3章 风电机组齿轮箱故障模式的风险评估32-42
• 3.1 引言32
• 3.2 基于FMEA的风电机组齿轮箱故障模式风险评估32-34
• 3.2.1 风险评价指标32-33
• 3.2.2 风险评价指标数值的确定33-34
• 3.2.3 风险等级的确定34
• 3.3 基于多属性决策的风电机组齿轮箱故障模式风险评估34-41
• 3.3.1 多属性决策分析的基本概念35-38
• 3.3.2 模型建立38-39
• 3.3.3 实例分析39-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第4章 基于模糊层次分析法确定风电机组齿轮箱维修方式42-49
• 4.1 引言42
• 4.2 备选的维修方式42-43
• 4.3 比较准则43-45
• 4.4 应用实例45-48
• 4.5 本章小结48-49
• 第5章 结论与展望49-51
• 5.1 结论49-50
• 5.2 展望50-51
• 参考文献51-55
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果55-56
• 致谢56-57
• 附录57-67
• A. 风电机组齿轮箱的FMEA表格57-67

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本文编号：851601