（周口隆达发电有限公司 河南周口 466100）
摘要：汽轮机作为发电系统的重要组成部分，其故障率不低，异常振动时有发生，而且故障危害性也很大，所以提高汽轮机故障诊断技术是很有必要的，故障诊断质量将直接关系到汽轮机的正常运行和使用寿命。因此，研究人员应该加大对汽轮机故障诊断技术的研究，不断完善汽轮机故障诊断技术，从而确保汽轮机故障诊断技术的准确性。本文就汽轮机故障诊断技术的发展与展望进行了探究。
关键词：汽轮机；故障；诊断技术；发展
1汽轮机故障诊断技术分析
1.1信号采集、分析与处理技术
对故障信号进行采集是诊断汽轮机故障的第一步，信号的采集和诊断主要采用以下几种技术：首先是传感器技术，汽轮机的使用环境比较特殊，因此对传感器的性能有较高要求，在开发新型传感器时，主要是要提升传感器的可靠性，使其准确采集到故障信号，有效利用该项技术降低误诊率。分析和处理信号最长使用的是振动信号处理技术，该技术应用了傅里叶变换原理，能够将收集到的时域信号自动转化为谐波函数，并实现线性叠加，用该技术收集到信号都是平稳的，因此最终分析出的频率表现出统计不变性的特征。但是，汽轮机在实际运行时，很多信号并不是平稳的，表现出非线性的特征，因此，如何提升对信号的分辨精度是人们需要思考的问题，目前对不稳定信号的分析和处理处在进一步发展之中，英国的Lee，S.K认为不规则冲击是产生振动信号的原因，因此建议用三阶Winger谱分析收集到的信号；西安交通大学的研究团队则进一步改进了快速傅里叶变换法，实现对全息谱的吸收，对轴心轨迹进行准确识别。
1.2故障诊断的机理和方法
故障诊断技术的发展依赖于对故障诊断机理的研究，包括故障出现的规律、故障发生之前的征兆以及故障故障模型等。汽轮机故障中以振动故障为主，振动信号可以反映出振动故障，振动信号中又几乎包含了所有轴系故障产生的信号，因此在研究轴系故障时，主要就是分析振动信号。根据以往的经验，人们研究出了故障特征矩阵，用来反映故障发生的规律，依据收集到的信号和故障特征矩阵就可以判断出发生故障的位置和原因。另外，汽轮机组中存在调节系统，该系统的可靠性直接决定了汽轮机是否能安全运行，哈尔滨工业大学研究团队就对调节系统与汽轮机故障之间的关系进行深入研究，建立数学模型，反应出调节系统由于卡涩原因与非卡涩原因造成的故障。
2汽轮机故障诊断中存在的问题
2.1检测方式问题
就现阶段的汽轮机故障诊断系统而言，存在很多问题。在对汽轮机故障进行检测时，通常是采用推理算法的方式，但其在故障的征兆获取上始终是个短板，难以进行突破，关键环节就是汽轮机故障的检测方式较为陈旧，没有与时俱进，根本无法与现阶段的故障诊断的压球相适应。例如：若汽轮机转子质量不平衡，主要表现在转子的振动与转速同频，振动幅值随转速按振动理论中的共振曲线规律变化；在固定的转速情况下幅值和相位不随时间的变化而变化；转子的轴心运行轨迹表现为椭圆形或圆形；在此过程中，如果检测技术落后，就不易从中分析出原因。总之，电力工业中汽轮故障诊断技术采用的检测手段不能跟上科学技术的发展，在很大程度上不能满足目前汽轮机故障诊断的需求，导致汽轮机故障诊断技术在工业生产中的发展停滞不前。
2.2复杂故障的处理
在对汽轮机故障诊断工作时，前提和基础就是对汽轮机的故障的机理进行全面的把握，先明确了发生故障的原因才能有效的对其进行分析和确诊。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是由于汽轮机的结构比较特殊，汽轮机的故障也比较复杂，如果维修人员不能够清楚的了解汽轮机故障的机理，就不能够对其故障进行比较透彻的分析。比如：在汽轮机运行过程中若出现工频振动增大的现象，具体表现为设备的工频振幅随着时间缓慢增大，此种情况一般出现在带负荷或空负荷的过程；在机组调试或者大修时，工频振动在后几次出现并越来越明显等等情况，判断为设备振动是由中心孔进油引起的，维护人员可取下轴端堵头，清理中心孔即可消除故障；如果不能分析其中的故障机理，那么就很难对其进行解决。
2.3材料性能诊断较差
汽轮机材料性能与汽轮机的使用寿命有直接的关系，因此，在对汽轮机故障进行诊断时，要做到正确检测其材料性能，合理评价其性能，从而做出合理的汽轮机使用寿命估计。但是现阶段在我国的汽轮机故障诊断技术中对材料性能的诊断工作还存在很多需要改进的地方，使得故障诊断系统中存在的弊端还是比较大的，使得汽轮机故障诊断技术无法得到健康、稳定的发展。
2.4人工智能应用
随着科学技术的不断发展，在现阶段汽轮机故障诊断技术中，已经开始采用人工智能信息系统对汽轮机的一些汽轮机故障进行诊断。其对存在的问题能够很好的解决，但还是会有一些不可避免的问题存在，比如说人工智能技术的智能辨认、自动学习、信息融合等方面的问题，需要进一步的完善。
3汽轮机故障诊断技术的发展
3.1信号的采集与分析
对于汽轮机在工作中，由于其工作环境比较特殊，要求具有更完善的汽轮机故障的诊断，对汽轮机诊断系统中的传感器要求比较高。就现阶段的传感器性能的研究中，多数注重的是对传感器可靠性的提高和对新型传感器的开发，也有对加强传感器诊断故障性能的研究，进而降低诊断失误和漏诊率，并采用信息进行诊断融合。通过提高传感器信号可靠性与融合技术的提高，确保传感器的使用中更具有可靠性。振动信号的分析和处理是信号的分析处理的主要内容，汽轮机故障诊断系统中采用快速傅里叶变换针对振动信号进行处理，快速傅里叶变换比较适用于平稳信号的情况下，所以得到广泛的应用。但在实际的生产操作中，大多数信号都是不太平稳的，非线性是一般的特点，这样的话就要提高信号分析的精确度，促进信号的分析和处理。
3.2故障的机理和诊断
所谓的故障的机理主要是指在分析汽轮机的故障时，要对故障产生的原因进行全面的分析，进而对故障进行很好的掌握和了解，是汽轮机故障诊断技术的基础技术，所以对于故障机理的分析时，应该对故障的规律、征兆以及类型进行全面的分析。进行汽轮机故障的诊断时，宜采取对比以及统计和逻辑的诊断方法。诊断策略比较常用的是模糊诊断、模式识别、人工神经网络和专家系统。
3.3诊断与仿真技术的有效结合
汽轮机故障诊断与仿真技术的有效结合主要体现在下面几个方面：通过故障仿真来辨识汽轮机故障、通过系统仿真为诊断专家系统提供知识规则和学习样本、通过系统仿真来为诊断专家系统提供知识规则与学习样本。与此同时，通过诊断与仿真技术的有效结合，能在事先充分研究汽轮机故障征兆，从而更好的提高汽轮机故障诊断技术的发展。
3.4全方位的综合性故障诊断
为实现汽轮机工作的安全性，就应当对汽轮机故障进行全方位的诊断，包括对汽轮机各个零部件寿命的初步诊断、汽轮机运行状态的诊断等，同时对其进行综合性的诊断，包括抽液诊断、逻辑诊断、性能诊断等等，通过全方位的综合性的诊断有效排查汽轮机可能存在的所有故障，以确保汽轮机的运行稳定。
结语
综上所述，随着我国经济的发展，科学技术的进步，我国汽轮机也得到了广泛的应用，成为电力生产的重要设备。针对我国目前的汽轮机故障诊断技术进行分析，企业要明确其中存在的问题，采取有效的解决措施，从而提高汽轮机使用中的安全性和可靠性，对我国工业的发展具有重要意义。
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]王波.汽轮机故障诊断技术探讨[J].机电信息，2014（15）：102-103.
作者简介
陈志红（1971.3-），男，河南周口人，郑州工业大学，助理工程师，单位，周口隆达发电有限公司，研究方向：大型锅炉以及汽轮发电机组的运行
论文作者:陈志红
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/26
标签：汽轮机论文; 故障论文; 故障诊断论文; 信号论文; 技术论文; 传感器论文; 机理论文; 《电力设备》2017年第27期论文;