汽輪發(fā)電機(jī)組的故障診斷畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、1摘要汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組是電力生產(chǎn)重要設(shè)備，由于其設(shè)備結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和運(yùn)行環(huán)境的特殊性，汽輪發(fā)電機(jī)組的故障率一直比較高，故障危害性也大。因此，汽輪發(fā)電機(jī)組的故障診斷一直是故障診斷技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要方面。汽輪機(jī)振動(dòng)是影響機(jī)組安全運(yùn)行的一個(gè)重要指標(biāo)。產(chǎn)生振動(dòng)的原因是多種多樣的，可以是某一個(gè)因素引起的，也可以是多方面因素引起的（其中故障更是導(dǎo)致振動(dòng)異常的主要因素）。且許多故障的征兆很相似，這就給振動(dòng)分析和故障診斷工作帶來(lái)很大困難。汽輪機(jī)振動(dòng)信號(hào)中一

2、般含有大量的噪音，要求對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行消噪，還有對(duì)信號(hào)處理，快速傅氏變換（FFT），是離散傅氏變換的快速算法，它是根據(jù)離散傅氏變換的奇、偶、虛、實(shí)等特性，對(duì)離散傅立葉變換的算法進(jìn)行改進(jìn)獲得的。它對(duì)傅氏變換的理論并沒(méi)有新的發(fā)現(xiàn)，但是對(duì)于在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或者說(shuō)數(shù)字系統(tǒng)中應(yīng)用離散傅立葉變換，可以說(shuō)是進(jìn)了一大步。然而，快速傅里葉變換的產(chǎn)生，使得傅里葉變換大為簡(jiǎn)化，在不犧牲耗電量的條件下提高了系統(tǒng)的運(yùn)算速度，增強(qiáng)了系統(tǒng)的綜合能力，提高了運(yùn)算速度，因此快

3、速傅里葉變換在生產(chǎn)和生活中都有著非常重要的作用，對(duì)于學(xué)習(xí)掌握都有著非常大的意義。關(guān)鍵詞：故障診斷振動(dòng)監(jiān)測(cè)汽輪機(jī)快速傅里葉變換3第一章緒論1.1汽輪機(jī)組振動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障診斷的概況振動(dòng)是直接關(guān)系到汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行的一項(xiàng)重要指標(biāo)。自發(fā)電機(jī)組問(wèn)世以來(lái)，振動(dòng)測(cè)試分析、故障診斷與處理技術(shù)就隨之產(chǎn)生。在近一、二十年里，隨著電力工業(yè)的迅猛發(fā)展，出現(xiàn)了與故障診斷相關(guān)的如下特點(diǎn)：機(jī)組日趨大型化、復(fù)雜化，自動(dòng)化程度日益提高，現(xiàn)代電力生產(chǎn)對(duì)設(shè)備的可靠性，提

4、出了更高的要求，機(jī)組參數(shù)的提高和容量的增加，使得由于軸系振動(dòng)缺陷造成的機(jī)組非計(jì)劃停機(jī)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失也隨之成倍地增加。所有以上這些，都要求診斷技術(shù)必須迅速發(fā)展，以與生產(chǎn)現(xiàn)狀相匹配。早期的汽輪發(fā)電機(jī)組故障診斷方法為人工診斷，這是最原始的，卻也是基本的故障診斷方法。直至70年代它仍是我國(guó)電力系統(tǒng)主要的診斷方法。實(shí)際上，當(dāng)今大量的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際疑難振動(dòng)，也還是采用這種人工故障診斷方法進(jìn)行診斷分析，所不同的則是測(cè)量工具和信號(hào)分析手段不斷改進(jìn)和更新。從本

5、世紀(jì)70年代起，隨著人工智能理論、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)理振動(dòng)故障診斷技術(shù)向自動(dòng)化、智能化發(fā)展提供了重要的先決條件。診斷系統(tǒng)的智能化是指它可以有效地獲取、傳遞、處理并利用相關(guān)信息，對(duì)給定環(huán)境下的診斷對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)狀態(tài)識(shí)別、故障判斷和狀態(tài)預(yù)測(cè)。國(guó)外的資料表明：故障診斷的效果是明顯的。據(jù)日本統(tǒng)計(jì)，在采用診斷技術(shù)后，事故率減少75%，維修費(fèi)用降低36%左右，英國(guó)對(duì)2000個(gè)企業(yè)進(jìn)行的調(diào)查表明，診斷技術(shù)的采納使得每年節(jié)省的維修費(fèi)用達(dá)3億

6、英鎊。國(guó)內(nèi)外汽輪發(fā)電機(jī)組故障自動(dòng)診斷理論和技術(shù)在近20年得到快速發(fā)。國(guó)內(nèi)在大機(jī)組振動(dòng)及狀態(tài)監(jiān)測(cè)、分析、故障診斷與處理等方面取得一定的成績(jī)?yōu)殡娏Φ陌踩a(chǎn)和保障主設(shè)備安全運(yùn)行提供了重要的技術(shù)支持。但是現(xiàn)今的狀況仍然不能滿足實(shí)際需要振動(dòng)仍是當(dāng)前影響大型機(jī)組運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)之一。1988年曲靖電廠在新機(jī)組調(diào)試期間均由于振動(dòng)缺陷影響了機(jī)組順利投運(yùn)。全國(guó)各電網(wǎng)中在役大機(jī)組出現(xiàn)振動(dòng)故障影響電力生產(chǎn)的事更是屢屢發(fā)生。在1988年6月在1個(gè)網(wǎng)局曾出現(xiàn)同時(shí)

7、有5臺(tái)200MW以上的大型機(jī)組由于振動(dòng)原因停機(jī)處理的緊急局面。在1988年10月北侖電廠1號(hào)600MW東芝機(jī)組發(fā)生高壓葉片斷裂重大事故直接損失2400萬(wàn)元(人民幣)。本文概述了現(xiàn)今國(guó)內(nèi)外機(jī)組振動(dòng)故障技術(shù)包括當(dāng)今故障診斷理論研究現(xiàn)狀、應(yīng)用開(kāi)發(fā)情況等并對(duì)國(guó)內(nèi)在此項(xiàng)技術(shù)發(fā)展中的一些相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了粗淺的討論以期對(duì)今后的發(fā)展能有所啟發(fā)。1.2汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組故障診斷處理的意義火力發(fā)電廠中的汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)都屬于旋轉(zhuǎn)機(jī)械，它們?cè)陔娏ιa(chǎn)中處于至關(guān)重要的

8、的地位。汽輪發(fā)電機(jī)組一旦出現(xiàn)故障，不僅會(huì)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失，而且會(huì)引起很嚴(yán)重的安全隱患，甚至?xí)?dǎo)致事故的發(fā)生。理論上講，轉(zhuǎn)子的外形是一個(gè)軸對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)體，其轉(zhuǎn)子上面的葉輪、葉片都沿圓周均勻分布在轉(zhuǎn)軸上。但實(shí)際上，由于制造水平和裝備的誤差以及材質(zhì)的不均勻，所以轉(zhuǎn)子的幾何中心不重合產(chǎn)生了質(zhì)量的偏差。在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，偏心的質(zhì)量是轉(zhuǎn)子產(chǎn)生離心力，此離心力在任何一個(gè)通過(guò)旋轉(zhuǎn)中心線的靜止平面上投影是一個(gè)周期性簡(jiǎn)諧外力，這一簡(jiǎn)諧外力就會(huì)引起轉(zhuǎn)子振動(dòng)的激振力。由