汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)分析

蔡建軍

[摘 要] 汽輪機(jī)是電力設(shè)備運(yùn)行中的一種比較關(guān)鍵的設(shè)備，是一種故障率高、危害性大的高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械。如果發(fā)生了故障，輕則停機(jī)造成經(jīng)濟(jì)方面的損失，重則造成設(shè)備的毀壞，甚至是造成人身傷亡。因此，對汽輪機(jī)進(jìn)行故障診斷分析是必要的。

[關(guān) 鍵 詞] 技術(shù)；故障；診斷

汽輪機(jī)的主要功能是將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)力機(jī)械，是蒸汽動(dòng)力裝置設(shè)備之一。汽輪機(jī)屬于透平機(jī)械，也被叫做蒸汽透平，也就是說它是將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為動(dòng)的機(jī)械能的機(jī)械設(shè)備，可以用于發(fā)電、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等，可以利用它的排汽或中間抽汽滿足生活和生產(chǎn)中的供熱需要，可謂是功能多多。

一、關(guān)于汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)的發(fā)展

1.采集和分析信息全方位分析

（1）傳感技術(shù)的變化。由于汽輪機(jī)通常在高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速的環(huán)境中工作，為了減少診斷中的失誤，需要我們有專業(yè)的傳感技術(shù)并且具有熟練應(yīng)用的能力，需要我們不斷的在這些領(lǐng)域創(chuàng)新，從而促使傳感技術(shù)的迅速發(fā)展。

（2）信號(hào)分析與處理。在汽輪機(jī)的信號(hào)分析與處理研究方面，振動(dòng)信號(hào)的分析與處理最吸引眼球。汽輪機(jī)故障診斷方法中最常見的是運(yùn)用快速傅里葉變換?？焖俑道锶~變換的思想在于將一般時(shí)域內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為不同頻率的諧波函數(shù)的線性相加以達(dá)到信號(hào)平穩(wěn)，但在現(xiàn)實(shí)中許多信號(hào)是非線性的、非平穩(wěn)的，為了提高分辨精度在運(yùn)用過程中可以用圖形辨識(shí)來達(dá)到信號(hào)平穩(wěn)。

2.故障機(jī)理

在分析汽輪機(jī)的故障時(shí)，一方面要對表面進(jìn)行病理分析，另一方面更應(yīng)深入研究它產(chǎn)生的內(nèi)部原因。目前，對汽輪機(jī)的故障機(jī)理的研究主要從故障規(guī)律、故障征兆和故障模型等方面進(jìn)行，方法有以下幾種：

（1）現(xiàn)場試驗(yàn)法，指模擬汽輪機(jī)故障發(fā)生的情形，對故障信號(hào)在線檢測，以預(yù)防故障發(fā)生，缺點(diǎn)是危險(xiǎn)性高、消耗費(fèi)用大。

（2）實(shí)驗(yàn)室模擬法，指先建立汽輪機(jī)物理模型，再在模擬試驗(yàn)臺(tái)上模擬故障，提取故障信息，從而建立一種故障與故障信號(hào)之間的映射關(guān)系。缺點(diǎn)是模擬的故障范圍減少、實(shí)驗(yàn)臺(tái)花費(fèi)大等。

（3）計(jì)算機(jī)仿真法，指先建立與設(shè)備狀態(tài)與行為有關(guān)的數(shù)學(xué)模型，然后運(yùn)用仿真軟件進(jìn)行故障數(shù)值仿真。優(yōu)點(diǎn)是不收范圍限制，能很好地建立故障狀態(tài)與特征間的關(guān)系，缺點(diǎn)是難以確定數(shù)學(xué)模型建立的準(zhǔn)確性。

二、分析汽輪機(jī)在故障診斷系統(tǒng)中存在的問題

1.首先考慮在檢測方式上存在的主要問題

就目前而言，我們在汽輪機(jī)的故障診斷及排除技術(shù)上仍存在不足，同時(shí)汽輪機(jī)系統(tǒng)還沒有適應(yīng)現(xiàn)代故障診斷的要求，這樣在很大程度上就影響互相診斷技術(shù)的大幅度發(fā)展。就目前我們所采用的故障診斷技術(shù)方法是應(yīng)用的推理算法，推理算法最大弊端就是在一定程度上預(yù)算征兆并不準(zhǔn)確，這樣就對我們診斷提供了比較難處理的問題。

2.在材料性能方面的診斷處理較差

所謂汽輪機(jī)的參數(shù)，包括汽輪機(jī)的性能和其所使用的材料這兩種參數(shù)，雖然只是兩項(xiàng)參數(shù)，但是這兩項(xiàng)參數(shù)的檢測內(nèi)容非常重要，并且在對汽輪機(jī)的評估中占有不可或缺的地位，主要對汽輪機(jī)的使用時(shí)間進(jìn)行評估。但是談起材料性能的診斷我們還需要進(jìn)一步的進(jìn)行改進(jìn)和完善，這就是客觀帶給故障診斷系統(tǒng)的一些不足方面，也是導(dǎo)致故障診斷技術(shù)發(fā)展不是特別好的原因之一。

3.復(fù)雜故障的機(jī)理

對于故障診斷的第一步莫過于對故障機(jī)理的研究，這對于汽輪機(jī)故障診斷是非常重要的。但是一旦對故障機(jī)理判斷失誤，就會(huì)導(dǎo)致維修時(shí)間延長，同時(shí)引發(fā)一系列的問題。又因?yàn)槠啓C(jī)本身是非常復(fù)雜的機(jī)械，具有復(fù)雜的工作原理，一旦汽輪機(jī)發(fā)生故障，不懂得其故障與案例，將導(dǎo)致費(fèi)時(shí)費(fèi)力費(fèi)財(cái)?shù)暮蠊?，重則對維修人員造成一定的人身傷害。因而深入了解故障機(jī)理將會(huì)對汽輪機(jī)的故障診斷具有重大影響。

三、對汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)的發(fā)展前景分析

1.對故障機(jī)理進(jìn)行研究

它主要集中在對漸發(fā)故障定量表上的研究，目的是判斷整個(gè)系統(tǒng)故障狀態(tài)的指標(biāo)，這個(gè)判斷需要大量的數(shù)據(jù)信息。另一個(gè)就是對閾值進(jìn)行研究，這也是故障處理研究的一個(gè)重要方向。

2.對整個(gè)故障診斷過程進(jìn)行綜合診斷

將符合汽輪機(jī)診斷技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行各個(gè)方向的診斷，無論是以振動(dòng)診斷為主的熱影響診斷，還是在性能、邏輯順序、油液、溫度等全方面的診斷，為診斷技術(shù)效果提到最高效率。

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，汽輪機(jī)漸漸占有一席之位從而展現(xiàn)出它的優(yōu)勢，因此它的作用和帶來的經(jīng)濟(jì)效益不言而喻。面對汽輪機(jī)的研究越來越受到人們的重視，但是研究中我們在汽輪機(jī)的故障診斷技術(shù)上存在一定的差距，但是這個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)確實(shí)在所有技術(shù)中扮演著至關(guān)重要的角色。

參考文獻(xiàn)：

劉峻華，黃樹紅，陸繼東.汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)的發(fā)展與展望[J].動(dòng)力工程，2001（2）.

[作者單位]華匯渡運(yùn)有限公司

（編輯：劉莉琴）