基于離散工作點集擴維的燃氣輪機故障診斷方法研究.pdf

1、燃氣輪機運行過程中常因氣路故障的發(fā)生引起其性能下降,進而影響燃機的循環(huán)效率,而且如果不能及時發(fā)現(xiàn)故障、進行維修,還會影響燃氣輪機運行的安全性與可靠性。對燃機工質(zhì)通流部件的運行狀態(tài)實時地監(jiān)測和評價的氣路故障診斷,有利于燃機運行和維修計劃的合理安排,最大限度地提高機組運行的安全性、可靠性和經(jīng)濟性。因此燃氣輪機氣路故障診斷研究具有重大意義。
　　燃氣輪機氣路故障診斷主要是通過燃機可測參數(shù)的變化來判斷其性能參數(shù)是否發(fā)生變化及變化幅度。針對

2、實際燃機氣路故障診斷中可測參數(shù)個數(shù)往往小于待估計性能參數(shù)個數(shù)的欠定問題以及因為外在環(huán)境條件變化引起可測參數(shù)變化進而影響故障診斷精度等問題,本文展開了燃氣輪機氣路故障診斷方法的研究:
　　首先,本文建立了燃氣輪機穩(wěn)態(tài)和動態(tài)線性氣路故障方程,并在燃氣輪機故障定常的合理假設(shè)下,利用能觀度對燃氣輪機欠定氣路故障診斷的可解條件和各健康參數(shù)的能觀性進行了分析,提出了通過對線性故障方程擴維解決欠定問題的方案。并將擴維后的穩(wěn)動態(tài)線性故障方程用于燃

3、氣輪機欠定氣路故障診斷,通過對故障診斷實例分析,驗證方法的有效性。
　　然后,本文考慮到外在環(huán)境條件(僅考慮輸入)變化對可測參數(shù)的影響,提出了分別以不受外在環(huán)境條件影響的穩(wěn)態(tài)特性曲線和平衡流形展開模型標(biāo)準化輸入下的輸出趨勢圖為特征進行燃氣輪機氣路故障診斷的兩種方法。對由平衡流形展開模型平衡流形參數(shù)表達和狀態(tài)空間矩陣參數(shù)表達等結(jié)構(gòu)參數(shù)描述的系統(tǒng)穩(wěn)動態(tài)特性曲線進行了分析,得出燃氣輪機穩(wěn)態(tài)特性曲線一定程度上能夠反映系統(tǒng)特性,可作為故障診

4、斷依據(jù),同時還分析了將平衡流形展開模型標(biāo)準化輸入下的輸出趨勢圖作為特征進行故障診斷的依據(jù)。并結(jié)合燃機故障診斷實例,對兩種故障診斷方法應(yīng)用于燃氣輪機單一故障診斷的分類結(jié)果和直接利用可測參數(shù)的測量數(shù)據(jù)進行診斷的方法作了對比分析,本文提出的兩種故障診斷方法分類具體情況相近,均有效地降低外界環(huán)境條件變化的影響,提高了燃氣輪機故障分類正確率。
　　最后,本文考慮到燃氣輪機氣路故障診斷實際應(yīng)用性,提出了利用燃氣輪機現(xiàn)場易獲取的指印圖進行燃氣輪