汽轮机调节系统故障诊断系统分离机

汽轮机调节系统故障诊断系统

汽轮机调节系统故障诊断系统 2011年12月09日 来源： 中图分类号：TK263.72，TP277　　　文献标识码：A文章编号：1001－2060（2000）03－0298-03Failure Diagnosis System for a Steam Turbine Regulating SystemBao Wen　Yu Daren　Li Wenzhu（College of Energy Science and Engineering under the Harbin Institute of Technology, Harbin, China, Post Code 150001）　With the help of the failure diagnosis system of a steam turbine regulating system it is possible to record the variation trend of the key parameters of the said system. The realization of such functions as the on-line calculation of steam turbine static characteristics, the detection of pilot valve stuck status and the regulating system oscillation failure diagnosis can result in a significant enhancement of the operating safety of the regulating system. Moreover, the above also plays a positive role in the preventive maintenance and repair of the regulating system. Key words: steam turbine, regulating system, failure diagnosis1　前言　　透平机械是高速旋转机械，其调节系统的运行状态直接关系到机组的安全，已发生了多起因调节系统故障导致超速毁机的恶性事故［1-2］；1985年10月29日山西省某电厂200 MW汽轮机甩负荷，由于调速系统失控导致机组超速、整机报废，损失巨大；1993年广东省某电厂300 MW汽轮机因调节阀杆卡涩在甩负荷时发生超速，最高转速达4 200 r/min，所幸未造成严重损坏。在正常运行中，由于调节系统故障造成负荷突变、转速波动无法并网、带不满负荷等各种非正常情况的事例多有报道；据统计，在汽轮机的非正常停机中有1/3是由调节系统故障引起的。很多研究和生产部门开展了调节系统故障机理分析及监测诊断方法的研究，在故障诊断的方法和故障机理等方面取得了一定成果［3～5］。　　调节系统故障已经受到了电力生产部门高度重视，但是由于汽轮机调节系统故障诊断涉及面广、内容多，所以直到现在国内还很少有调节系统故障诊断系统在现场运行，建立实用的调节系统故障诊断系统已迫在眉睫。另一方面，大机组的定期维修已逐渐向预测维修过渡，调节系统故障诊断是调节系统预测维修的基础，因此开展调节系统故障诊断系统研制是十分必要的。2　调节系统故障诊断系统结构　　为了适应预测维修和网络化的需求，调节系统故障诊断系统采用了Intranet结构。就地设置了一台工控机，进行测量、诊断工作，显示和系统设置在网络上的进行。系统的网络连接如图1所示。图1　故障诊断系统硬件结构　　快速变化的现场信号通过A/D板进入就地计算机，这些信号包括：各滑阀的上下油压、电液转换器位置、功率、油动机位移、主汽压、主汽温以及各调门后压力等等；有一部分慢变或者无法通过采集板得到的信号从网络上的DAS系统中取得，比如：电/液调状态、油开关状态、CCS投切等信号。　　原始采集数据的采样周期为10 ms，由于计算机存储限制，无法保存过多快速的采样数据，为此，系统对采集数据二次采样生成了慢速的采样数据，采样周期为1 s，系统同时保存了快速采样数据和慢速采样数据各2 000点用于故障诊断。当故障诊断系统发现可能出现故障或者有操作发生，将同时保存快速采样数据和慢速采样数据，这样既可以记录故障发生时的当时快变过程，也记录了近一段时间内的各个物理量的变化过程。为了避免存储溢出，历史数据保存采取了数据环结构，系统只保存一定次数的历史数据，随着保存次数增多，新数据将覆盖老数据。　　故障诊断系统的显示采用了浏览器方式。就地计算机作为WWW服务器，在网络上的任一台计算机上都可以用浏览器察看当前数据、历史纪录数据以及诊断结果。3　调节系统故障监测　　汽轮机调节系统故障诊断系统包括故障监测和故障分析两方面。故障监测包括系统运行特性诊断、调节系统各个部件运行状态的判断等功能；故障分析为出现故障后，分析故障源和给出故障对策等。调节系统运行特性主要为系统的静特性，从静特性中得到的特征为不等率和迟缓率。以下对部分监测诊断算法进行论述。3.1　调节系统迟缓率计算　　迟缓率对调节系统的正常运行有很大的影响，实际的迟缓率与调节系统各个部件迟缓率有关。滑阀迟缓率Δc可以用下式计算［6］：　　其中，Q为流量，P为压力，下标x为流入端

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