汽轮机故障诊断技术研究进展.doc 全文免费在线阅读

  本文关键词：汽轮机故障诊断技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

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汽轮机故障诊断技术研究进展摘要:汽轮机由于其设备结构复杂性,加上工作环境条件差,在运行使用的过程经常出现一些故障。汽轮机出现故障的实例时有发生,而且可能会造成很大的损失,故障诊断技术的研究成为一个重要的研究课题。本文从故障诊断技术的发展现状、常见故障诊断分析以及未来的研究方向3 个方面进行了探讨。关键词:汽轮机;故障诊断;故障处理一、汽轮机故障诊断技术发展近况早期汽轮机的故障诊断只是利用比较传统的诊断方式,通过人工的视觉、触觉、听觉做出判断,这种传统的诊断方式不仅准确性低,而且浪费时间,已经不能满足生产的需求。随着科技的发展尤其是信息技术的进步,为诊断技术的发展带来新的时机。1.信号的采集与处理。诊断技术很重要的两个环节是信息的收集与信息与处理,采集故障信息并通过对信息的处理分析得出故障的原因和机理。由于机组的工作条件比较差,传感器必须具有较高的性能才能适应环境,正常运行。检测振动信号是诊断过程中很关键的环节,现阶段常用快速傅立叶变换(FFT),检测频率范围广,实际应用中多用于检测平稳信号。但是并非所有信号都是线性的,信号检测的复杂性,对于提高传感器的精确度有了更高的要求。汽轮机故障诊断常用的信号处理方式是频谱分析法,研究功率谱即振动功率随振动频率关系的图谱和各频率波所具有的的振幅的幅值谱。通过这种分析法把信号分解开,确定发生故障的范围。随着研究的推进,一些新的分析方式相继出现,如英国的 Winger 谱分析方式这种方式能得到更加清晰的信号。2.故障机理的分析与诊断方法的探索。故障机理是汽轮机发生故障的原因和本质,是诊断过程中很重要的一项内容。现阶段,对故障机理的研究,多用故障模型来探索其本质和机理,从而摸索出故障规律。先制作一些相关数学模型,利用计算机技术模拟现场故障状态,这种方式对研究人员提出了更高的要求,其综合素质要高,不仅具有扎实地汽轮机故障相关知识,还有一定的数学知识和计算机知识。优势之处在于这种研究方式不受场地限制,可操作性强。目前,人工神经网络和专家系统研究的比较多,智能分析技术能够滤过噪音,还能应用于故障的预防和识别。专家系统有侧重于推理和侧重于知识,知识库的建立、机器对信息的学习和获取很重要,是故障诊断准确性的前提和关键。二、常见故障诊断的剖析在实际的故障诊断中,不仅要能准确给故障定性,还要能从根本上弄清楚造成故障的原因和机理,防止造成故障的误判和错判。对于汽轮机故障的诊断不仅需要有一定的理论知识,明确各个故障类型的基本特征和分析方式,还要有一定的实际经验,这样才能准确地判断汽轮机故障类型。1.转子质量不平衡。转子质量不平衡有 4/5 的发生几率,实际生产中常有发生。这种故障的基本特征是转子的转动频率与汽轮机的转速频率相同,而且振幅与相位在一定的时间内是稳定的,在转速不变的情况下,振幅和相位就不发生改变。这种不平衡也可以分为三种类型,第一种是在汽轮机自身的加工制造中就出现的,也可能是后来使用过程中更换零件后出现的,转子上存在的不平衡,也叫做原始质量不平衡。这种故障在新汽轮机第一次使用的时候就会显现出来,振幅和相位稳定,受机组带负荷的时间长短影响不大。另一种类型是因为转动小零件发生问题而造成的,在机组带负荷时,一些小部件叶片、围带、护环、联轴器等发生脱落或者松动。这种故障发生时的明显特征是振幅和相位在短时间内突然发生一个固定值的变化。第三种不平衡是由于转子发生热弯曲造成的,这种故障的基本特征是随着带负荷时间的增加,振幅和相位发生变化,后来一段时间后这种变化趋于缓慢最终消失,而且降速时的振幅会大于升速时的振幅。这种故障一般是由于材质热应力和一些运行因素造成的。2.转动与静止部件的碰撞摩擦。现代的汽轮机性能提高,转动部件与静止部件的空间变小,发生碰撞摩擦的几率也变大,在现阶段汽轮机的运行过程中是一种常见的故障。转动部件与静止部件的碰撞摩擦常常会对汽轮机有严重的危害、损失惨重,每年这样的实例时有发生。转子的外缘和内轴都可能与静止部件发生碰摩,可依据转子与静止部件发生碰摩的接触范围和摩擦的程度又可分为不同的类型。这种故障的起因是转子的转速过快,振动过激,轴颈处于不平衡位置或者是动静部件本身设计上的间隙小。三、汽轮机故障诊断技术将来研究去向1.目前诊断技术的局限性。我国的汽轮机诊断技术在过去一段时期内积极向国外取经,并有一大批专家学者的尽心研究,已经取得了很大的成就,但是还是存在着一定的局限性。检测手段比较单一、落后,至今没有更先进的检测手段来满足诊断的需要。对汽轮机的材质性能包括随着工作时间的延续材质性能的变化情况的了解不够充分,使对汽轮机的寿命诊断存在困难。明确故障机理是基础性的工作,现阶段故障机理的研究还不够彻底,使现实中故障诊断时困难度增大。研究开发理论的推广与应用的结合存在一定的障碍,各研究机构部分研究发生重复,理论和观念的推广较困难,理论研究与生产实际结合不好,难以创造实际效益。2.将来诊断技术的研究去向。针对这些问题在未来的研究中,全方位、多层次的检测技术依然是研究的热点。故障机理这项基础性的工作依然是不可或缺,机理不清就诊断不明。根据汽轮机本身结构和工作条件的复杂性,改变过去的单一方面的诊断为综合诊断,提高诊断的准确性。诊断技术联合仿真技术,不受场地和空间的限制,更好地研究故障机理。最重要的研究是理论结果如何应用于生产实际,不能创造实际效益的研究是没有价值的,理论如何转化为实际效率,依然是未来研究的重点。四、结语汽轮机作为一种驱动装置在实际生产中有广泛的应用,由于其设备本身结构的复杂性,加上工作环境条件差,在运行使用的过程中,经常会出现一些故障,而且会造成很大的损失。故针对汽轮机故障诊断技术进行研究很有价值。现阶段我国汽轮机诊断技术有很大的发展,但是还是有一定的局限性。在未来将会继续对检测手段、故障机理等进行深入研究,如何理论应用于生产实际,转变为经济效益也是研究的一大重点。参考文献:[1]董恒.汽轮机故障诊断技术的发展与展望[J].硅谷,2013,20:6+13.[2]于欣.汽轮机故障诊断技术[J].中国新技术新产品,2010,03:145.[3]马超,杜英杰,闫晓菊.浅谈汽轮机故障诊断技术及其发展远景[J].黑龙江科技信息,2007,24:27.

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