發(fā)動機健康監(jiān)控系統(tǒng)

1、發(fā)動機健康監(jiān)控系燃氣渦輪發(fā)朗祀足以連績流動的氣體為工氐將燃料的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)橛蠬功的動力磯械"它已齊民用趾空.宅用航瞬和工業(yè)屮得到廣泛應(yīng)用乜發(fā)勁機扯朋監(jiān)控系統(tǒng)是發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)控和故障診斷的集成應(yīng)用平臺包擂f故障診斷.滑汕賴粒他毓動監(jiān)控*數(shù)拯融合、維修像障系統(tǒng)灼多個P系統(tǒng).故障診斷是指對系統(tǒng)某種功能先調(diào)或性能鋭化偵因的判斷，韋握故障發(fā)生湍位及氏嚴璽程度"葩若靛幼肌技術(shù)的不噺發(fā)展，為了視高發(fā)功機的女全性、可靠性和可用性發(fā)動機健廣監(jiān)控（EHM系統(tǒng)的瞬究已經(jīng)成為燃氣輪機領(lǐng)填的直要研究方向.廳先*rt!i-«氣輪機結(jié)構(gòu)復(fù)朵*HH.I作任髙湍、亂局譎速庭轉(zhuǎn)和大應(yīng)力的懇劣工作壞垃中，

2、rt-K胳個壽命周期內(nèi)發(fā)半機械故障和P路敘障在所媼如匚這就翌求用戶要及時了解發(fā)動機運行情況.保證發(fā)動機奇效安全運行。發(fā)動機ftt康監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合口動數(shù)據(jù)采蚩系縉和軻隧診斷技術(shù)，大人提崙了燃冗輪乩運行的安全性.盟絕重丈曲叔的發(fā)生.英次，發(fā)動機儲展監(jiān)控系統(tǒng)是實現(xiàn)“以可菲性為中匕槨和“視情細護"的紳修思崽的必嘎詢幄"由謹氣輪機是薛迄行成本的動力機械如何他防發(fā)動機機障停牟及曲低成本的性能恢境直是人們火注的條點“其中維修方式的改進帶來巨大統(tǒng)濟利益“傳統(tǒng)的矩期緋護是備防堆護方式,具何自H性.無法解決炭動機早期故障和盡可能延K運住時何：為了革除傳統(tǒng)錐護方式的弊端,人們提出視情維護的預(yù)測維修

3、方式口覘惜維護是根據(jù)發(fā)動機的健康狀吉.確定緋修人綱對發(fā)動機邊行相脫的維護°昭控發(fā)納機促爆帖況址視情維護的必翌T段.龍霸有效地降低燃代輪機佚用與運營費用亠堪后，發(fā)動機健康監(jiān)控系統(tǒng)運用務(wù)解技術(shù)乎段.對號動機進行性能評估*預(yù)測故障發(fā)展，保證發(fā)動機的可用性.它的使用，有利于企業(yè)安排維護計劃，降低運行戚本和風(fēng)險“岳力常用的惟康監(jiān)控技術(shù)包描；展F性能分折的故障診撕*悄油系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)、振動信號監(jiān)払計禮檸九瞬態(tài)參數(shù)監(jiān)視籾聲音信號監(jiān)控等叫英中基于件能分析的故障診斷系統(tǒng)能檢測發(fā)動機部件蛻化，而振動信號監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合孔探和無損探傷技術(shù)/衛(wèi)能檢測出葉片的細微裂痕竽故障。結(jié)合這些故隔檢測結(jié)果和工程經(jīng)驗,發(fā)動機用

4、戶能夠在適當時機對發(fā)動機進行維修，避免了由尸任由微小故障發(fā)展所引發(fā)的昂貴的發(fā)動機損壞“從總體結(jié)構(gòu)匕講，個典型的發(fā)動機監(jiān)拎系統(tǒng)包括以卜幾個子系統(tǒng)：旱尸機理模吃的故障診斷和數(shù)據(jù)融介系圖I.】發(fā)動機監(jiān)控系統(tǒng)的投帥報發(fā)動機健康監(jiān)控系統(tǒng)能夠提高發(fā)動機可掘性，避免非必要的停車，從而提廟生產(chǎn)效率和安全性"因而采用最先進的發(fā)動機健壓腔控系統(tǒng).能夠讓用戶也好地分析發(fā)動機數(shù)抑;，更耕確地了解當前發(fā)動機狀況。茯而，當采用復(fù)雜程度很高.第數(shù)采集量很大的監(jiān)控系統(tǒng)時.我們必須考察其經(jīng)濟性.如圖1.】所示,文獻2指出當發(fā)動機他康監(jiān)控系統(tǒng)過復(fù)雜時，對監(jiān)控系統(tǒng)的投蚩可能收不網(wǎng)成札KuILh'Z用J'復(fù)

5、雜的健康監(jiān)控系統(tǒng)的燃氣輪機會降低熬個系統(tǒng)的可龍竹0。W而健康監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)模和艾雜度必須根據(jù)生產(chǎn)需復(fù)進行選擇”羅羅公司址新的瑞達900阮空發(fā)動機采用實時機戲健廉監(jiān)控系統(tǒng)，虞健康監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計真莊做到吊身定做。該電f的發(fā)動機監(jiān)控單元(EMU)和發(fā)動機控制單尤(ECU)結(jié)介佗-起。采用的機城系統(tǒng)能夠匹杞各臺發(fā)動機，便得監(jiān)控系統(tǒng)能更好檢測發(fā)動機十前他康狀況。它能實時地進行發(fā)動機件能分析.發(fā)動機振動監(jiān)視、滑汕顆粒物監(jiān)視.風(fēng)威平衡監(jiān)視、功能性故障檢測和控制系統(tǒng)監(jiān)視等。陽I.2瑞達900發(fā)幼機監(jiān)捽單元卜M如圖1.2所承機戲監(jiān)控單兀不僅能進行復(fù)朵的實時分析，還采集片儲心大量的發(fā)動機數(shù)據(jù).這些數(shù)抑:流傳輸?shù)降匮?/p>

6、系統(tǒng).地面系統(tǒng)能夠進行更除入數(shù)據(jù)分析得出維修警報.故障診斷.性能預(yù)報和提供畢修計劃.值得提的是,該系統(tǒng)中包括了采用口期神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的氣路故障診期系統(tǒng)，以及采用參數(shù)趨勢分析和貝葉斯統(tǒng)計分析(Bayesianstatisticalanalysis)技術(shù)的性能預(yù)測。1.2本文研究內(nèi)容1.21問題定義燃氣輪機是一種復(fù)雜的機械系統(tǒng).它由以下兩大部分組成:(1)氣路部件,包括爪氣機、燃燒卷燃氣渦輪等”(2)附屈系統(tǒng).包括控制系統(tǒng).點火系統(tǒng)，燃油系統(tǒng)等"發(fā)動機故障町施出現(xiàn)在這堂部件或附屬系統(tǒng)中-股而言,發(fā)幼機附展系統(tǒng)HfffU好的e維護件和絞如的維修周期"發(fā)動機附屈系統(tǒng)很多屈尸快速史換件(Q

7、EC),世換或維修時間一般控制在兒個小時內(nèi)。同時，隨著傳感器技術(shù)和電產(chǎn)捽制器的不斷發(fā)展，發(fā)動機控制等系統(tǒng)能夠采取物理或解析冗余提庇系統(tǒng)可用性。因而如圖1.3所示,雖然發(fā)動機附屬系統(tǒng)有相對較窩的故障率，但是這些附屈系統(tǒng)引起的發(fā)動機停乍率卻相對耍小很多相反地，燃氣輪機氣路部件如然具有較髙的可卷性，但是其一H失效，將會嚴亜影響發(fā)動機的可用性氣路故障診斷系統(tǒng)能夠為斷氣路部件性能蛻化狀況，保證了視悄維護.囚此只片很簡的應(yīng)用價值和車大現(xiàn)實意義3030252015106O圖】.3發(fā)幼機*子系統(tǒng)的故障率和檸牟聿比較發(fā)動機氣路故障診斷方法大致可分為以F三種：基于線性模勿的小偏避故障方程法、皋尸非線性的穩(wěn)態(tài)模型方

8、法和卑F人工智能的方法（叫其中人工智能廳法包括人工呻經(jīng)網(wǎng)絡(luò).F家系統(tǒng)、模刪邏軸笠在氣路故障診斷中得到廣泛應(yīng)用.木文在第一.萃將對族種氣路故障診斷技術(shù)冇更深入得論述。文獻3認為人I神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在氣路故障診斷中具有良好的工程應(yīng)用曲杲.本文采用模塊化人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，既組介多個網(wǎng)絡(luò)分別完成對氣路枚礫的診斯、分類、評估，形成模塊化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng).人神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為人智能最活躍的研究應(yīng)用領(lǐng)域Z,己被廣泛W用F模式講別，過程控制和數(shù)據(jù)挖剎等。木文將人工神紳網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于發(fā)動機氣路故障診斷中,運用面向?qū)ο蠓椒?提高診斷軟件的模塊化程度,使軟件更易維護和擴展木文上要就燃氣輪機的氣路故障進行分析仿真，并采用模塊化的人工

9、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對故障數(shù)據(jù)進行分析處理，最后使用訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)根摞發(fā)動機數(shù)據(jù)汁猱氣路故障部件的性能址偸差。122研究內(nèi)容和章節(jié)安排本文以發(fā)動機氣路故障診斷技術(shù)的丄程應(yīng)用為線索，主耍就以卜兒方血開展研究工作：（1）采用發(fā)動機機理建模技術(shù)，建#燃氣輪機熱力學(xué)模巾和氣路故障模型庫。分析燃氣輪機氣路故障機理及征兆，研究故障診斷技術(shù)的特征。（2）從保證史好的診斷效果.縮矩診斷系統(tǒng)開發(fā)周期的角度出發(fā)，本文使用VisualC#編程語言,開發(fā)基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的故障診斷系統(tǒng),實現(xiàn)對燃氣輪機氣路故障的檢測.隔離和量化"（3）以工業(yè)燃氣輪機為研究對彖，建立發(fā)動機機理模型，仿真產(chǎn)生故障數(shù)據(jù)。金此基礎(chǔ)匕，將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)氣路故障診斷系統(tǒng)應(yīng)用此發(fā)動機模枚得出診斷結(jié)果。（4）分析診斷結(jié)來，提出了診斷結(jié)果定雖評價方法，得出結(jié)論。本文章節(jié)安拙如