凝汽器故障診斷方法的研究

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1、凝汽器故障診斷方法的研究摘要:本文簡要介紹了故障診斷原理，現代故障診斷的方法，指出了冃前方法中存在的問題及其凝汽器故障診斷的發(fā)展趨勢。關鍵詞:故障診斷凝汽器原理方法凝汽器作為電廠重要的輔助設備之一，其運行狀態(tài)直接影響機組的經濟性和安全性。統計顯示，真空每下降1%,機組功率可增加1%，煤耗下降1%;真空系統及循環(huán)水、凝結水系統發(fā)生故障吋的非計劃停運時間占火電機組總的非計劃停運時間的17.63%[l,2]o準確檢測凝汽器的運行狀態(tài)，保持凝汽器良好的運行工況,是電廠實現節(jié)能減排的重耍內容。1凝汽器故障分析及診斷原理故障分析基于工作原理的深入認識。凝汽器是一個放熱工質

2、存在相變的換熱—凝汽器內蒸汽凝結溫度,°C;壓力、空氣分壓力、蒸汽分壓力,Pa。導致凝汽器運行真空下降的主要原因可分為內因和外因兩種。外因有循環(huán)水泵故障，軸封供汽中斷,抽氣器工作不正常，凝結水泵故障，凝汽器水位調節(jié)失靈等;內因有真空系統不嚴密，汽側泄漏，凝汽器銅管破裂、臟污、堵塞等，同吋會出現一些相應的征兆。凝汽器故障診斷的實質是一個狀態(tài)識別與分類，尋找故障征兆與類型對應關系的過程，及時有效地分離出故障征兆信息并且診斷出故障隱患的檢測方法非常重要。2凝汽器故障診斷方法故障診斷技術始于20世紀60年代末，美國80年代初才研制出汽輪發(fā)電機組檢測診斷專家系統。經兒十

3、年的研究，提出了以信號分析為基礎的一般診斷方法與以知識處理為基礎的智能診斷系統等人量診斷方法，為提高凝汽器的可靠性提供了必要的途徑。隨著人工智能的發(fā)展，基于知識故障診斷方法為凝汽器故障診斷技術提供了新的理論基礎。主耍包括:專家系統、神經網絡、模糊推理、故障樹、數據融合、支持向量機等方法。(1)專家系統:基于規(guī)則和基于模型的故障診斷是專家系統較常用的兩種方法。前者是將設備以往的專家診斷經驗歸納成規(guī)則，通過規(guī)則推理進行故障診斷;后者是根據設備的運行模型和故障模型中獲得的預測形式和通過測量得到的形態(tài)之間的差異計算出設備的狀態(tài)結論。專家系統主要由知識庫、推理機、數據庫

4、、人機交互和故障征兆獲取等部分組成，知識獲取是專家系統的“瓶頸”問題。⑵神經網絡:故障診斷領域的研究熱點。采用物理可實現系統模仿人腦神經細胞結構和功能的系統，通過反復的學習、訓練、記憶學習樣本中總結出的知識，對輸入的征兆信息作出診斷。具有大規(guī)模并行、分布式存貯和處理、自組織、自適應和自學習能力,特別適用于處理需要考慮許多因素和條件的、非線性、不精確和模糊信息處理問題［3］,然而存在著單個網絡推理過程的“黑箱”問題。(3)模糊診斷:根據模糊集合論中故障狀態(tài)與征兆的映射關系，采用模糊診斷與分析系統處理凝汽器的故障現象、原因和機理之間存在的很大的不確定性和模糊關系。

5、在工程實踐屮由于完備模糊規(guī)則集比較大，會出現不必要的冗余,使診斷過程趨于復雜;模糊推理中,隸屬度函數的選取至關重要，但目前還無法用理論證明選擇效果，仍然依賴于經驗［4］。(4)故障樹分析:把設備故障和導致該故障的因素繪成圖表，較直觀地反映各元素之間的相互關系,定量計算故障程度、概率、原因等。由于故障樹的理論性強、邏輯性嚴密，對于較復雜的系統，故障樹的建立會變的比較繁瑣，診斷結果的置信度由故障樹的性能直接決定。(5)數據融合:數據融合技術在故障診斷系統中能夠充分融合多傳感器資源，提高診斷精度，增強診斷結果的可信度，是處理多源信息的有效方法。由于數據融合技術還處于

6、研究發(fā)展階段，其容錯性和穩(wěn)健性還存在一定的欠缺，不能夠將沖突(矛盾)信息或傳感器故障所產生的錯誤信息等有效處理。⑹支持向量機:是因缺乏大量故障樣木受到制約的智能診斷新方法。結構簡單，可解決神經網絡算法中的高維問題和局部極值問題,其隱層可以自動調節(jié)，從而可以自適應地解決各種不同的問題。但對大規(guī)模訓練樣本難以實施，解決多分類問題存在的困難仍然有待進一步研究。綜上所述，傳統的專家系統可以解釋推理路徑和推理依據，透明性強，但是知識獲取和推理方面還存在問題，缺乏自學習能力和口適應機制;而神經網絡克服了傳統專家系統的無窮遞歸、匹配沖突、組合爆炸等問題,能夠快速處理大量并行

7、信息，知識表示、獲取都存在獨到的優(yōu)勢，但是推理過程的“黑箱”問題一直難以攻克。將專家系統、模糊系統和神經網絡相融合構成模糊神經網絡、模糊專家系統等可部分解決這個問題，但是仍存在隸屬度函數的選取和“黑箱”問題。將數據融合技術多種方法融合中取長補短成為目前的一種趨勢。3隨若我國電力工業(yè)的迅猛發(fā)展，故障診斷在電力生產過程的地位將越來越重要;凝汽器故障征兆與故障特征間復朵的非線性特性,使得集多種理論于一體的智能故障診斷系統將成為凝汽器故障診斷技術新的發(fā)展方向。