汽輪機技術

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汽輪機技術范文第1篇

1汽輪機汽封換型改造方案

1.1改造方案（1）拆除原低壓缸軸端、隔板上傳統梳齒式汽封，安裝新型的接觸式蜂窩汽封。（2）重新調整高中壓缸的軸端、隔板汽封間隙，標準是在哈爾濱汽輪機廠設計下限值的基礎上再降0.10mm。（3）拆除高、中、低壓葉頂汽封，重新進行鑲齒，并使用專用刀具修刮齒尖，避免曲齒現象。（4）根據現場實際測量情況，調整葉頂汽封間隙。（5）嚴把質量驗收關，以保證安裝質量高效、經濟、安全，達到顯著的節能效果。

1.2改造的具體內容將變形的高、中、低壓內外上缸及隔板進行車削處理，處理高壓缸噴嘴高、中壓分隔擋環裂紋，消除各級間、缸體中分面的漏汽量。同時更換低壓缸軸端、隔板汽封圈18圈，高、中、低壓缸葉頂汽封89圈。汽封間隙原則上按照廠家設計下限值為標準，高、中壓間汽封根據現場實際測量后，確定間隙調整值。具體調整位置及間隙值如表1、表2所示。

2改造效果

2.1大大減少了汽輪機后端軸封漏汽量軸端汽封改造前，由于汽封不好，漏汽多，造成沿軸端漏出的蒸汽流到機房或進入軸承座，既浪費了蒸汽，污染了環境，又導致油變質，使油中帶水，給汽輪機的安全運行帶來危險。通過此次汽封改造，大大減小了汽封的漏汽量，從根本上解決了這個問題。

2.2提高了機組的經濟性2013年9月2日國電南京電力科學技術研究院對2號汽輪機進行了汽封改造后的驗收性能試驗，數據如下。①高、中壓缸后軸封改造，因改造后漏氣量減小，熱耗由改造前的8657.02kJ（/kW•h）降低到8648.22kJ（/kW•h），降低了8.8kJ（/kW•h），相應降低供電煤耗值0.3g（/kW•h）。②高壓缸間汽封改造，因改造后漏氣量減小，熱耗由改造前的8657.02kJ（/kW•h）降低到8624.82kJ（/kW•h），降低了32.2kJ（/kW•h），相應降低供電煤耗值1.1g（/kW•h）。③因汽封改造后漏氣量減小，蒸汽的做功能力提高，使汽輪機效率得以提高，其中：高壓缸效率由原來的76.13%增加到77.13%，中壓缸效率由原來的87.33%提高到88.33%，低壓缸效率由原來的85.43%提高到86.43%。高、中、低壓缸效率的提高使供電煤耗降低2.81g（/kW•h）。④低壓缸前后軸封改造，凝汽器的漏氣量減小，從而使汽輪機凝汽器真空嚴密性提高，使供電煤耗降低0.5g（/kW•h）。以上各項降低的供電煤耗合計為4.71g/（kW•h）。（3）經濟效益評價2號汽輪機汽封圈換型改造后，在146.078MW汽輪機額定參數下熱耗率降低145.043kJ/（kW•h），降低供電煤耗4.71g（/kW•h），以單機年發電量10億（kW•h）/a計算，原煤單價按照200元計算，一年節約燃煤費用為：4.71×10-6t（/kW•h）×10×108（kW•h）/a×200元/t=942000元/a=94.2萬元/a。（5）環境和社會效益評價通過汽輪機汽封改造，降低了機組的熱耗，節約了能源，提高了能源的利用效率，間接地降低了煙氣流量、灰渣量、磨煤機的電量，給環境及社會帶來了積極的作用。按照2號機組年節約94.2萬元/a計算，每年可減少［5］：燃煤9420000÷200=4710（t），減少灰渣量4710t×25%=1177.5t，減少CO2排放量4710×1.866×Cy/100=4710×1.866×54/100=4745（m3）（標準狀態下），減少SO2排放量4710×0.7×Sy/100=4710×0.7×1.1/100=36.3（m3）（標準狀態下）。

3結論

汽輪機技術范文第2篇

[關鍵詞]一鍵啟動 溫度準則 輔助系統

中圖分類號：TM923.62 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）46-0006-02

1 引言

汽輪機將控制系統置于汽輪機一鍵啟動運行方式時，運行人員只須操作一個啟動鍵，機組即可自動啟動、升速至額定轉速，甚至并網、帶負荷。在此過程中，目標轉速、升速率、過臨界轉速的升速率的給定、暖機過程控制以及閥切換等均由程序中預設的汽輪機自啟動曲線給出。

2 汽輪機一鍵啟動控制系統簡介

如圖1所示，西門子汽輪機一鍵啟動控制系統稱作SGC。SGC一方面設計有順序控制和調節功能，類似于傳統的DEH系統，通過控制汽輪機各類進汽調節閥，完成對汽輪機啟、停、運行、帶負荷過程的控制；另一方面，SGC還包含了5個相互獨立的SLC子系統，一般稱作輔助系統，分別用來控制主機油、EH油、軸封、抽汽、疏水系統。

3 一鍵啟動過程中的溫度控制

3.1 溫度準則簡介

溫度準則一般包括三個：X準則、TSE準則。其主要目的就是嚴防汽輪機局部積水，確保各處膨脹均勻，提高汽輪機運行的安全性，減小熱應力，降低汽輪機的壽命損耗。

（1）X準則[1]

汽輪機啟動過程中，啟動工質需要滿足一定的條件，用來判斷主汽門、調節汽門是否可以開啟、汽輪機是否可以升速到額定轉速以及是否可以并網，這些條件在汽輪機控制系統中被稱為X準則。其主要內容如表2所示。

（2）TSE準則（應力裕度）

為確保機組的安全運行，汽輪機組在啟動與運行過程中有嚴格的溫度限制，對于汽輪機本體來說，主要體現為溫差限制，例如，高壓主汽門升裕度=左側高壓主汽閥50%處壁溫的f（x）函數-（左側高壓主汽閥100%處壁溫-左側高壓主汽閥50%處壁溫）

其中f（x）函數為：

在汽輪機啟動與運行過程中，溫差裕量越大，汽輪機相應熱應力越小，汽輪機的壽命損耗就越小，不同位置的溫差產生的熱應力對汽輪機的壽命影響不同。溫差裕量過小時，汽輪機的升速率或升負荷率會降低。溫差裕量為負時，汽輪機會自動減負荷，以使溫差滿足要求，如果溫差過大，汽輪機會觸發跳閘保護信號。

3.2 溫度準則實際應用過程中的幾點建議

（1）啟動中要注意沖轉參數的選擇，要盡量符合DEH的推薦值。主汽壓力控制在8.5MPa。汽溫的控制是個難點：一方面，主汽溫因為測點位置，很難上升，需要多次暖閥，對于冷態啟動，要在汽壓較低時就盡早的暖閥，延長暖閥時間，同時要控制好主汽溫度和過熱度；另一方面，再熱汽溫不能過高，對于中壓轉子50%溫度在100℃以下，再熱汽溫不能超過403℃。實際應用中摸索出380～400℃是比較合適的；

（2）對暖閥方式進行優化。一鍵啟動功能設計是采用從第14步設閥限，投蒸汽品質確認，回到第11步再向下走步的循環暖閥方式。該方式必須要等暖閥結束，主汽門關閉后，才能可進行投蒸汽品質確認，同時設閥限要等指令為0%后再進行下一次暖閥。在實際應用中，由于在第12步有90s的延遲時間，可以利用該延時時間，在該步驟中增加切除蒸汽品質滿足的復位功能，運行人員通過在第12步手動復位蒸汽品質，可以有效實現循環暖閥；

（3）在X準則全部滿足時，才可以準備進行沖轉；在TSE大于30℃才能升至全速，否則，在臨界區升速率不夠，會自動降速，無法升速至額定轉速。因此，沖轉前對于主汽溫度的控制要特別嚴格。

4 一鍵啟動過程中的輔助系統控制

4.1 輔助系統的意義及要求

輔助系統包含汽輪機油系統、汽輪機EH油系統、軸封系統、抽汽加熱系統（部分）、汽輪機疏水系統[2]。

將輔助系統納入汽輪機一鍵啟動功能，對輔助設備的精確性、可靠性提出了更高的要求。因為在機組自啟動順控、聯鎖保護邏輯中，需要用到大量的輔助系統相關的反饋信號，一旦系統中測點、閥門或者電機的狀態信號出現問題，則會影響順控的順利進行，嚴重時甚至引起抽汽閥拒絕自動關閉、疏水閥拒絕自動打開等保護拒動。

4.2 輔助系統控制中的關鍵點及建議

4.2.1 軸封系統

（1）軸封壓力、溫度控制

軸封壓力控制回路通過一個調節器同時控制軸封供汽調閥、溢流調閥。軸封溫度通過供汽調閥前的減溫水控制，軸封供汽調閥前的溫度與高壓轉子計算溫度成對應關系，見圖3[3]：

當主機高壓轉子計算溫度大于300℃時，軸封供汽調門前的溫度應控制在280～320℃；當主機高壓轉子計算溫度低于200℃時，即冷態沖轉時，軸封供汽調閥前的溫度可適當降低為240～300℃，允許的進汽溫度為上圖中兩條折線之間的部分。

（2）軸封溫度保護

溫度保護分為兩種情況，溫度過低，或者供汽調閥前蒸汽過熱度過低，均會強關軸封供汽調閥；溫度過高，當軸封供汽母管的溫度高于330℃時，則會按照溫度每升高1℃，對應軸封供汽調門指令疊加10%開度的函數關系，打開軸封供汽調閥，進行降溫。

（3）關鍵點分析及建議

第一，壓力測點安裝位置要嚴格把關。軸封壓力測點的安裝位置一定要滿足安裝要求，在軸封系統平面以上安裝，以避免軸封壓力測點因為采樣管段出現蒸汽凝結，而出現頻繁大幅度的波動；

第二，軸封溫度應嚴格控制在280℃以上，特別是機組跳閘后，應重點關注該溫度，以防抱軸；

第三，要特別強調的是，對于軸封溫度保護功能，應通過現場試驗的方式，確定軸封溫度同軸封供汽調閥開度的實際函數對應關系，以保證溫度高時，調閥打開后，在有效降低軸封溫度的同時，不會引起軸封系統超壓。

4.2.2 油位保護

在ETS保護中，油箱油位高、低都要觸發ETS，其保護定值并不是固定的，而是將汽輪機轉速信號通過線性函數F（x）進行計算，得到一個基本油位值L，L+150mm作為油位高保護動作定值，L-100mm作為油位低保護動作定值。

F（x）如表4所示

對于油位保護，應注意兩點：

第一，必須保證油箱油位信號的準確性和冗余度。現場投運后，若出現油位信號故障或者損壞，極易引起該保護的誤動或者拒動；

第二，由表4可知，機組首次進油時，要掌握進油量，將油位嚴格控制在F（X）要求的定值范圍內。同時，后期機組沖轉、并網、帶負荷幾個階段，要及時調整油位，使油位盡量接近F（X）的定值，避免由于油位的波動引起ETS保護動作。

5 結語

一鍵啟動功能引入汽輪機控制后，主機設備運行的穩定性、可靠性都得到了大幅提升；液壓系統，特別是調閥在特別小開度時的流量特性也相當精確，轉速調節品質好，動、靜態偏差均不超過±3RPM；負荷跟蹤能力強，動、靜態偏差小于±1MW。

參考文獻

[1] 1000MW超超臨界汽輪機自啟動中熱應力控制，祝建飛等，上海電力，2008（1）.

汽輪機技術范文第3篇

【關鍵詞】燃煤發電;節能;技術研究

前言

不同形式的新型汽封，可以針對性地解決傳統汽封的某些缺點，在特定的情況下，可以更加有效地保持較小的漏汽量。針對機組的具體問題，選擇合適的新型汽封更易于保證汽輪機良好的工作性能，對保持或提高機組的經濟性可以起到顯著的作用。但是也不能盲目地否定傳統汽封，經過精心調整，也可以達到相當高的經濟性水平。選用新型汽封若不能適應機組的結構及性能特點，改造中若不能嚴格控制汽封間隙，改造后達不到傳統汽封的效果也是有可能的。同任何技術一樣，新型式汽封的應用受到很多因素的影響（有機組本身的具體問題，也有汽封設計制造安裝質量），需要在各個環節上認真控制質量，才能起到應有的作用。

傳統梳齒汽封（又稱高低齒汽封，迷宮式汽封）利用一系列依次排列的汽封齒與軸之間較小的間隙，形成一個個的小汽室，使高壓蒸汽在這些汽室中逐級降低壓力，來達到減少蒸汽泄漏的目的。由于結構簡單、適應性強的特點，梳齒汽封自發展之初就一直是汽輪機中應用最為廣泛的傳統非接觸式密封。目前，汽輪機廠家在機組出廠時自帶的汽封幾乎都是梳齒汽封。然而，在實際運行中，由于汽封塊的彈簧片長期處于高溫高壓的蒸汽中，工作環境惡劣，再加上彈簧片本身材質的原因，在汽輪機檢修中常常發現因彈簧片彈性不良，汽封塊被結垢卡死，造成汽封間隙發生變化，而無法達到汽封設計間隙，導致汽封性能下降。特別是汽輪機在起停過程中，由于汽缸內外不均勻受熱而產生變形，或過臨界轉速轉子振幅較大時，可能會引起轉子與汽封齒發生局部摩擦，導致汽封齒磨損，汽封間隙增大，漏汽量增加、汽輪機效率下降。因而隨著機組運行時間和啟停次數的增加，傳統梳齒汽封往往存在汽封齒磨損、實際汽封間隙偏大，密封性能降低的問題，使機組經濟性下降。此外，受梳齒汽封結構特點的限制，汽封在工作狀態時，汽封腔內存在周向流動，容易引起氣流激振，誘發機組低頻振動，影響機組安全運行。

隨著技術的發展，出現了多種新型汽封。通過改進設計，各種新型汽封往往可以在不影響機組安全運行的前提下，在更小的汽封間隙下運行，從而減小了蒸汽泄漏，使機組運行經濟性得到改善。由于汽封改造投資小、收益快，越來越多的發電企業采用性能更加優越的新型汽封對原有汽封進行技術改造、提高機組性能。本文在眾多的汽封技術中，選擇幾種典型的技術進行介紹。

1.淺談幾個汽封技術改造方案

1）技術原則

高壓缸部分：根據汽輪機通流部分的原理，越是壓力高的級組汽封漏汽量對級效率的影響越大，高壓缸的汽封治理尤為重要。根據機組高壓缸效率的高低而考慮對高壓缸調節級及第幾級壓力級隔板汽封及葉頂汽封的改造。

中壓缸部分：考慮到中壓缸效率提高對機組熱耗率的影響較大（理論計算表明：中壓缸效率每提高1%，可使機組熱耗率減小23.09kJ/（KW?h））。根據機組效率與設計值的偏差，來決定對中壓缸隔板及動葉葉頂汽封改造多少，對于動葉葉頂汽封，可根據揭缸后汽封檢查情況，進行汽封間隙調整或者部分汽封升級改造。低壓缸部分：低壓缸設計作功份額大，提高低壓缸效率對經濟性的影響更明顯，故可采用新型先進汽封對低壓缸隔板及動葉葉頂汽封進行升級改造。軸封部分：從汽輪機高中壓平衡盤軸封漏汽量、自密封系統的運行以及軸封加熱器的運行狀況判斷，高中壓平衡盤汽封漏量較大、軸端泄漏量處于良好的狀態，因此可根據揭缸后檢查情況，對平衡盤汽封、軸端汽封進行部分汽封升級改造或者汽封間隙調整。

2）技術方案

通過性能分析，高壓缸效率與設計值低對比，中壓缸實際效率與設計值低的對比，低壓缸效率和設計值的對比。來決定對通流部分汽封改造的多少以提高機組的經濟性。蜂窩汽封具有有效除濕作用。低壓缸葉頂汽封采用蜂窩式密封，利用蜂窩的網絡結構可以把甩到蜂窩上的水珠吸附住，通過蜂窩背板上設計的疏水槽將收集的水排走，降低了蒸汽濕度，可以有效地保護低壓缸末幾級動葉片免受水力沖蝕，有利于動葉片的長期安全運行。在低壓缸后部濕蒸汽區可采用蜂窩汽封。

高中壓缸平衡盤軸封漏汽對機組熱耗及高、中壓缸效率影響較大。計算結構表明：高中壓缸間軸封漏汽率每增加1t，影響熱耗率升高1.05kJ/（kW?h）。如機組高中壓缸間軸封漏汽量大影響機組熱耗，應采用自調整汽封產品對此處原有汽封進行改造升級，以保證此處的良好密封效果。低壓缸軸封為光軸梳齒汽封，宜改為接觸式汽封。

2.汽封改造受益

（1）通流部分汽封改造收益分析

一般而言，泄漏蒸汽從兩方面影響汽輪機缸效率的變化。第一，汽封泄漏量的增加，直接減小了通過噴嘴（葉片）的蒸汽流量，導致級做功能力下降，從而引起缸效率降低;第二，汽封處的泄漏蒸汽射流與噴嘴（葉片）主流區蒸汽相互摻混，增加了端部損失和流動損失，引起級效率下降。這其中，泄漏蒸汽與主流區蒸汽相互摻混是泄露蒸汽對缸效率影響的主要因素。相關研究表明：動葉頂部泄漏流所導致的損失中50%以上是由泄漏流與主流摻混導致的，20%由間隙內的流動損失引起。從這個意義上講：汽封泄漏量變化對高壓缸效率的影響最大、中壓缸次之，低壓缸最小。結合汽輪機通流部分一元熱力計算分析理及汽封改造項目，參考各大電廠改造經驗，經汽封改造和間隙調整，機組高壓缸效率、中壓缸實際效率、低壓缸效率預計均會提高，高中壓間軸封漏汽率會降低。

（2）軸封部分密封效果的提高，有助于提升機組經濟性

面對存在汽封泄漏量大的問題，可采用蜂窩汽封或者接觸式汽封進行改造，以減小低壓缸軸端漏氣，提高機組經濟性。

（3）汽封改造的間接收益

1）低壓缸末三級葉片采用蜂窩汽封時，不僅有助于減小泄露量，還可以有效減小濕蒸汽對葉片的沖蝕。2）通過高中壓平衡盤軸封升級改造，降低高中壓平衡盤漏汽量，雖然會一定程度上降低中壓缸效率，卻減小了高壓缸高品質蒸汽的流失，從而使高壓缸功率增加，進而提高機組的經濟性。3）高中壓缸軸封密封效果的改善，會減少向汽輪機自密封系統的漏汽量，可能造成自密封系統密封用汽不足，需要適當增加輔汽聯箱向自密封系統的供汽。低壓端軸封的升級改造，能夠有效阻止外界空氣漏入低壓缸，提高了低壓缸及末端凝汽器的真空度，同時可以改善汽輪機凝汽器的換熱效果，提高凝汽器效率，達到改善機組經濟性，降低廠用電率的雙重效果。

3.改造注意事項

為配合機組節能優化大修工期，對汽輪機汽封改造節能降耗項目的工期應進行嚴格的計劃，建議如下：

（1）改造方案的確定

1）項目確定后，根據改造費用和方案論證結論，確定汽封改造初步方案。2）通過與相關汽封廠家接觸，遴選業績多、質量可靠的汽封廠家。汽封汽封廠應根據汽封改造初步方案提出汽封改造詳細技術方案以及安全性及經濟性評估。3）組織專業人員對汽封改造詳細技術方案進行論證，確定最終汽封改造方案，確認實施汽封改造廠家，并進行技術談判簽訂技術服務協議和商務合同。

（2）改造項目實施前期準備

1）配合中標汽封專業廠家確認相關技術數據，落實汽封的設計和生產所需前期準備工作。2）根據機組節能改造性大修工期和開始時間，進行汽封采購、大修隊伍招標、大修前的相關技術準備工作。

（3）改造項目實施

1）現場汽封產品的調整和安裝：在實際汽封改造時，應在制造安裝運行過程中，盡可能采取措施，保證實際設備接近設計狀態，使汽封改造的效益能夠充分發揮。安裝應由汽封廠家技術人員或者在汽封廠家技術人員的指導下，由其他具有相關資質的專業人員進行調整和安裝。2）安裝后的檢驗記錄：重視對安裝結果的檢驗，保證汽封安裝符合設計要求。此外，準確記錄檢驗結果，有利于對今后發生的相關問題進行分析，有助于對改造方案進行進一步的優化，還可作為其它類似機組進行汽封改造時提供技術參考和依據。

（3）改造項目驗收

電廠應在與汽封廠家簽訂技術服務協議時，明確汽封改造項目驗收的時間、方式和方法。并在汽封改造完成后，盡早完成項目驗收工作。

汽輪機技術范文第4篇

關鍵詞：汽輪機　故障診斷　小波　神經網絡

1、引言

二十世紀以來，隨著工業生產和科學技術的發展，機械故障的可靠性、可用性、可維護性與安全性問題日益突出，從而促進了人們對機械設備故障機理及診斷技術的研究汽輪機是電力生產的重要設備，由于其結構的復雜性和運行環的特殊性，汽輪機的故障率較高，而卻故障危害也很大。汽輪發電機組常見的機械振動故障有：轉子不平衡、轉子彎曲、轉子不對中、油膜振蕩、碰摩、轉子橫向裂紋和轉子支承系統松動等。汽輪機振動故障的汽輪機最常見的故障，因此，汽輪機的振動故障診斷一直是故障診斷技術應用中非常重要的部分。

2、基于信號處理的振動故障診斷方法

信息的采集和處理是實現機組振動檢測與故障診斷中的一個基本環節、也是振動檢測軟件的核心技術?，F代信息分析主要包括兩種形式：一種是以計算機為核心的專用數字式信號處理儀器，另一種是采用通用計算軟件來進行信號分析的方式。

2.1小波變換方法

這是一種新的信號處理方法，是一種時間―尺度分析方法，具有多分辨率分析的特點。利用小波變換可以檢測信號的奇異性。因噪聲的小波變換的模的極大值隨著尺度的增大而迅速衰減，而小波變換在突變點的模的極大值隨著尺度的增大而增大(或由于噪聲的影響而緩慢衰減)，即噪聲的Lipschitz指數處處小于零，而在信號突變點的Lipschitz指數大于零(或由于噪聲的影響而等于模很小的負數)，所以可以用連續小波變換區分信號突變和噪聲。同樣，離散小波變換可以檢測隨機信號頻率的突變。孫燕平等應用了小波分析理論，采用多分辨分析和小波分解等基本思想對汽輪機轉子振動信號進行了分析，針對振動信號的弱信號特征，提出了基于離散小波細化頻率區間，小波分解后進行能量譜分析和小波變換結合傅立業變換分析法，并將其應用于模擬轉子試驗臺上。閆亮以小波分析為基礎，針對汽輪機早期振動故障信號具有背景噪聲強，特征信號弱的特點改進傳統的Donoho硬閾值降噪算法，提出了基于shannon熵的最優小波包基降噪算法，能明顯地提高信號的信噪比。采用小波神經網絡松散結合的診斷方法，利用小波包的分解重構系數得到信號的頻帶能量，再將頻帶能量作為神經網絡輸入向量進行模式識別。利用BP神經網絡在故障診斷方面具有診斷精度高，學習速度快的特點與小波分析相結合。

小波神經網絡是一種非模型的診斷方法，回避了抽取對象數學模型的難點，避免了復雜的關于建模的傳遞函數的運算，以及建模不完全或不精確導致的診斷誤差。小波變換不需要系統的數學模型，對噪聲有很強的抑制能力，有較高的靈敏度，運算量也不大，是一種很有前途的方法。

2.2信息融合的方法

信息融合是利用計算機技術對按時序獲得的多源的觀測信息在一定準則下加以自動分析、綜合以完成所需的決策和估計任務而進行的信息處理過程。

張燕平設計了汽輪機轉子軸系故障模擬試驗方案，并對各種故障進行了多組升速試驗，對故障信號進行了傅立葉分析，以三維幅值譜和升速過程波德圖為工具，對故障信號的頻域信息進行了融合研究。研究表明，一階矩向量三維圖不僅融合了信號的時頻特征，還融合了信號的空間特征，因而可用來對故障的產生過程進行全面分析，是進行軸系典型故障診斷的又一有效工具。

2.3其他信息處理法

N.E.Huang等提出了一種經驗模態分解方法(EMD)，其主旨為把一個時間序列的信號分解成不同尺度的本征模態函數(IMF)，每個本征模態函數序列都是單組分的，相當于序列的每一點只有一個瞬時頻率，無其他頻率組分的疊加。瞬時頻率是通過對IMF進行希爾伯特變換得到，同時求得振幅，最后求得振幅頻率時間的三維譜分布。唐貴基等利用EMD分析方法以及其對應的Hilbert變換在大型汽輪機故障診斷中進行非平穩信號的算法和應用，并描繪出仿真故障信號的時頻圖、時頻譜和幅值譜。姚志宏嘲利用Kohonen網絡聚類的特點，把汽輪機振動故障信號頻譜中的相關頻段上不同頻率譜的譜峰能量值作為故障信號的訓練樣本輸入到Kohonen網絡，并由網絡進行聚類，產生聚類中心點。根據此聚類中心點的位置來確認和診斷汽輪機振動故障的原因以及目前的嚴重程度。

3、基于知識的故障診斷方法

基于知識的方法不需要精確的數學模型就能準確預測故障，當前這一領域的研究較為活躍。

3.1基于專家系統的故障診斷方法

專家系統(Expert System――ES)是人工智能領域較為活躍的一支，它已廣泛應用于過程監測系統，并取得了相當可觀的經濟效益。專家系統是一種基于知識的智能計算機程序系統，其運用領域專多年積累的經驗與專門知識，模擬人類專家的思維過程來處理該領域的問題。張曉等提出了一種新的基于模糊與綜合的離線式汽輪機故障診斷專家系統，并且提出了相關基于模糊診斷的推理和專家系統知識的漏診斷和無診斷的自學習方法。

3.2基于人工神經網絡的故障診斷方法

人工神經網絡技術以分布的方式存儲信息，利用網絡的拓撲結構和權值分布實現非線性的映射，并利用全局并行處理實現從輸入空間到輸出空間的非線性信息變換。對于某一特定對象建立特定的神經網絡故障診斷系統，將故障征兆作為輸入信號可以直接得到故障，方便地實現了故障檢測與診斷。

張建華等提出了采用概率神經網絡(PNN)的汽輪發電機組故障診斷方法。利用PNN算法簡單、訓練和泛化速度快的優點，把新的訓練樣本添加到以前訓練好的分類器中，便于提高故障診斷結果的準確性。而且具有很高的運算速度，抗干擾能力強，對傳感器測量噪聲具有較強的診斷魯棒性。新的訓練樣本也很容易加入以前訓練好的分類器中，更適用于在線檢測。程衛國翻通過對振動信號的分析，并對BP算法進行了研究和改進。劉正亮建立了人工魚群神經網絡模型，利用人工魚的聚群、追尾和覓食行為訓練RBF神經網絡的權系數，提高了神經網絡的收斂速度和精度。依據此模型提出一種故障診斷方法，并應用于汽輪機振動故障分析，提高了神經網絡的泛化能力和故障診斷的準確率。

4、基于解析模型的故障診斷方法

基于解析模型的故障檢測和診斷方法在故障診斷的研究中占有重要地位，它充分利用了系統模型的深層知識進行故障診斷，具體是指使用系統的結構、行為和功能等方面的知識對系統進行診斷推理，這就需要建立系統結構、行為和功能模型。

荊建平等針對轉子裂紋故障的早期診斷與預示這一問題，提出了基于多模型估計(MMAE)的轉子裂紋故障診斷方法。并對Jeffcott轉子建立了正常、裂紋轉子模型和基于卡爾曼濾波器的多模

型自適應估計器，通過裂紋故障的仿真分析和故障多模型估計表明，該方法對早期診斷和預示轉子裂紋故障有良好的效果。張國平針對汽輪機啟動和停止過程信號比平穩過程復雜這一特點用短時傅里葉變換提取狀態特征信息，引入基于連續HMM建立在在線狀態監測系統的應用。HMM是一種時間序列的統計模型，能用參數描述隨機過程統計特性的概率模型，是一種用針對性的信號的建模和識別工具。韓璞等㈣利用了貝葉斯網絡模型進行汽輪機故障診斷，通過對主成分分析方法提取故障特征的討論，提出了基于主成分分析方法和貝葉斯網絡的汽輪機故障診斷模型建立方法，應用特征提取后的樣本建立了汽輪機故障貝葉斯網絡模型，該汽輪機故障診斷模型簡潔，易于推理，提高了汽輪機故障診斷的效率。

基于解析模型的故障診斷方法主要用于控制系統的故障診斷。因為其它診斷方法多以直接檢測信號的分析為診斷依據，而控制系統的輸出信號常常隨著控制輸入信號的變化而變化。這樣，用直接信號檢測分析方法往往難以甄別一個異常的信號是由于系統故障所致，還是由于控制輸入信號使然。而基于解析模型的故障診斷方法將系統的模型和實際系統冗余運行，通過對比產生的殘差信號，就有效地剔除了控制信號對系統的影響因素。通過對殘差信號的分析，就可以診斷系統運行過程中出現的故障。

5、基于離散事件的故障診斷方法

離散事件模型的狀態既反映正常狀態，又反映系統的故障狀態。系統的故障事件構成整個事件集合的一個子集。故障診斷就是確定系統是否處于故障狀態和是否發生了故障事件。

彭希等針對常規頻譜診斷方法的不足，論述了離散的BAM(雙向聯想記憶)網絡及其特性。討論了汽輪發電機組常見典型振動故障的變化特征及其數字化描述方法，構建了離散BAM網絡能夠實現汽輪機振動故障特征空間到故障標示空間的聯想和追憶映射，用BAM網絡建立模型診斷汽輪機組振動故障。離散BAM神經網絡是繼Hopfield網絡之后另一類典型的反饋形網絡，是一種能進行尋址記憶的二層相關網絡，使用前向和后向信息對存儲內容激發聯想和回憶，其具有良好的動力學行為而用于聯想記憶。

陳等在分析了汽輪機振動故障特點的基礎上，提出了用遺傳算法進行汽輪機故障診斷問題，定義了遺傳算法求解故障診斷問題的概率因果網絡，建立了汽輪機故障診斷模型，該模型能有效地識別出汽輪機的多故障。

汽輪機技術范文第5篇

關鍵詞：汽輪機；故障診斷；技術分析

對于機械故障的診斷理論以及技術方面的研究已經是越來越深入，汽輪機是在工業的領域中一個比較重要的設備，尤其是在我國的電力以及石化工業當中，最為關鍵的就是汽輪機組設備，但是由于其自身的復雜性以及在工作環境方面的特殊性，故此在故障出現的幾率就相對較高，對于其故障的診斷技術一直都是一個比較重要的問題。

1 汽輪機故障診斷技術的發展現狀分析

自從20世紀以來，在工業方面的發展日趨的成熟，一些相關的設備在技術的推動下也逐漸的變得復雜，這就給工作中出現的一些故障帶來了很大的麻煩，所以對于汽輪機的故障診斷技術的應用有著重要的意義，從我國在這一方面的發展情況來看，在早期的故障診斷最為基本的還是靠著人工來進行完成，這只是依靠著技術人員多年的經驗來進行診斷判斷的，嚴格來說會受到多方面的局限，這一診斷的方法有著自身的一些不完備性。在當今的發展過程中，這樣的方式已經不能很好的適應當前的發展，并且設備的要求也和當前的工業生產的設備要求不相符。在信息技術不斷的發展的背景下，一些人工智能以及計算機網絡技術和傳感技術的應用，在對汽輪機故障的診斷方面有著比較好的效果，在當今已經成了一個不可或缺的重要部分。

2 汽輪機故障的分析方法探究

首先對于設備的故障概念進行闡述，所謂的設備故障就是設備的性能指標遭到了喪失或者是降低，設備故障對于設備的正常運行有著直接的影響，所以，歲設備進行故障維修就是為了能夠使得設備得以正常的運轉，并且來對設備的發展變化進行合理的預測，盡早的發現問題并及時的加以解決。在汽輪機的故障當中最為常見的就是振動過大，這樣就會使得一些零部件可能會過早的出現磨損的情況，下面就對這一問題進行分析。

首先就是對信號加以確認，在汽輪機的運轉過程中最為常見的就是儀表報警這種狀況，通過對此問題進行分析得知有兩種可能，也就是設備異常以及儀表出錯。前者就要進行對其采樣分析，把主要的故障找出來進行及時處理，而后者要對此有著足夠的了解，進行采樣分析。造成儀表的誤發信息的因素比較多，可能是由于渦流傳感器在長時間的工作下由于工作的條件較為苛刻會出現失靈的現象，還有可能是由于探頭安裝時不恰當造成的，在經過了長時期的運行之后就會出現松動以及損傷的情況。

此時要對信號的真假進行確認，這就對故障診斷人員有著較為嚴格的要求，要能夠在面對這種情況的時候積極的去進行應對，不能對可疑的信號疏忽大意，最為有效的做法就是對儀表的線路進行檢查，更為可行的方法就是通過信號對比來對信號的可信性進行確認。然后就是對于信號的預處理，其主要的目的就是對信號的可靠性以及數據的精度進行有效的提高，這樣就會使得汽輪機的故障診斷的更為可靠。信號的變化是對故障加以確認的重要思想，它能夠使得機理更加的清晰，并且大小都有一個度，它可以根據具體的需要在時間以及幅值和頻率方面進行變換處理，這也是我們所說的信號處理技術。最為常用的振動信號分析法有波形分析法和軌跡分析法以及軸心位置分析和頻譜分析法。

3 汽輪機故障診斷技術探究

在汽輪機的振動故障的診斷主要就是根據相關的數據、信息來對其穩定性進行判斷的，從原因上進行出發，并對其進行分析，再找出相應的解決方案。關于汽輪機的振動類型比較的多樣，其中的最為常見的幾種所造成的故障發生率超過了總數的90%，倘若是對這幾種故障的診斷技術能夠有效的實施則可以滿足實際的需要。

首先就是轉子質量的不平衡，這也是最為常見的一個震動的故障，它大概是占據了故障的百分之八十，隨著我國的制造產業的不斷發展，這一問題也在逐漸的減少，這一問題的故障特征主要是表現在當轉子的質量沒有達到平衡的時候就會造成振動，而在不平衡的類型當中的類型主要有原始質量的不平衡以及轉動部件飛脫和松動、轉子熱彎曲。

還有就是動靜碰摩，這也是比較常見的一個故障問題，在當今的機組性能以及效率不斷提高的同時，動靜的間隙變得小了，但是碰摩的幾率就隨之而增加了，這一故障使得轉子產生了非常復雜的振動，這也是造成轉子的系統失去平衡的一個重要因素，不是太嚴重的就會出現一些強烈的振動，而嚴重的就會造成轉軸的永久性的彎曲，更甚者還會使得整個的軸系發生損壞。轉子碰摩有徑向碰摩以及軸向碰摩和組合碰摩這幾種類型，它們碰摩的原因主要是轉軸振動過大以及動靜間隙不足和不對中等原因使得軸頸處在一個極端的位置，從而導致整個轉子發生偏斜。

在診斷的技術上是比較有難度的，首先要對碰摩進行確認，在當前的診斷方法上主要還是根據振幅以及頻譜和軸心軌跡來進行判斷，同時還可以對軸頸的靜態位置進行觀察，這樣就能夠有效的進行確認碰摩的事實，然后再對機組的升降速波特圖以及級聯圖和極坐圖進行記錄并作出比較，在現場進行診斷的時候要能夠通過渦流傳感器來進行輔助，把渦流傳感器今早的安裝這樣對于診斷故障有著很好的作用，還要對于安裝以及大修中的相關情況進行詳細的了解，要全面的進行考慮，如此才能夠真正的做到診斷的效果。

4 結語

通過本文的相關介紹以及對汽輪機的故障診斷技術的分析可以發現，在當前的發展過程中，由于技術的不斷發展，對于汽輪機的故障診斷有著很好的促進作用，這樣不僅能夠有效的對汽輪機的故障診斷的效率得到大幅度的提升，同時還能夠在經濟效益上得到很大的獲取，在今后的發展中相信會有更加有效的診斷技術投入到這一領域中來。

參考文獻

[1]張拱良.汽輪機的常見故障和檢修分析[J].科技創新與應用，2013，（29）.

[2]方向明.火電廠汽輪機故障診斷技術研究[J].機電信息，2013，（27）.