燃气轮机故障诊断及维护措施

邸扩扩

（海军工程大学，湖北 武汉 430033）

燃气轮机故障诊断及维护措施

邸扩扩

（海军工程大学，湖北 武汉 430033）

在动力设备方面，燃气轮机起到至关重要的作用。维护管理人员在其故障处理方法上采用了先进技术，其中包括对比法、模型分析法、神经网络诊断法。其中在神经网络诊断中采用计算机数据动态模拟原理，通过查看燃气轮机运行过程中模拟的动态数据进行故障的诊断。这种方法应用率十分高。因此，燃气轮机的故障诊断和维护工作十分重要。

燃气轮机；故障诊断；存在问题；维护措施

燃气轮机因体积较小，启动较快，较少对环境的污染，应用范围十分广泛。但是它作为主要的动力设备，一旦发生故障，将会给机器的运行带来巨大的影响，因此应及时排除各种故障，以保证设备正常运行。尽管燃气轮机具有一系列的优点，而且也在各行各业发挥了越来越重要的作用，但在运行的过程中也存在许多故障问题，需要专业的人员对其进行诊断，以保证燃气轮机处于安全的运行环境中，提高机组运行的可靠性、稳定性和安全性。同时，要加强维护工作的进行，定期的对其进行检测，避免重大安全事故的发生。这需要公司的专业人员和相关部门高度重视对故障维护以及培训工作的进行，保证在燃气轮机出现问题时能够得到及时的维修，将损失降到最低。本文将从燃气轮机可能出现的问题进行分析，并对针对故障所要采取的措施进行具体的介绍。

1 国内外应用研究现状

1.1 国内研究现状

与国际对燃气轮机的故障分析相比，我国起步较晚。随着当前科学技术的不断改进以及国内航空航天事业的不断发展，国家现已投入大量的技术在研发方面，并已取得了显著成就。燃气轮机主要工作原理便是提供扇叶旋转的动力，将外界连续流动的气体经过轴流压缩机的高强度压缩，将压缩后的气体经过燃烧室与燃料混合后，推动外负荷转子做功。整体而言，我国燃气轮机的状态的监测和故障诊断方面还存在着较多问题，一些可靠的专家系统还没有得到真正的应用。因此，在我国，燃油轮机状态监测与故障诊断技术的研究还有很大的空间，值得相关技术人员的研究。

1.2 国外研究现状

燃气轮机的工作动力非常不错，也因此使得其在我国的轮船、军事、公共设施上广泛应用，而为了更好的提高燃气轮机的工作效率，我国开始逐渐产生对其进行诊断的相关技术。燃气轮机引进我国的时间比较晚，且刚引进时在我国应用范围也不大，直到目前才开始逐渐的广泛应用，也因此使得我国对其没有较为完善的研究理论，在其发生工作问题时，也无法准确的对其进行诊断。随着相关行业对燃气轮机的不断研究，对其也产生了很多的科研成果，且在科技技术的帮助下，研发出一种智能诊断的技术。

诊断技术是一项逐渐发展起来的新型技术，大概是20世纪60年代以后，是伴随着计算机技术和传感技术的发展而逐渐发展起来的。美国是最早对燃气轮机进行研究的国家，处于世界的领先水平。美国在燃气轮机诊断上有着非常好的发展，使得其与其他国家相比拥用着较先进的技术优势。除了美国之外，俄罗斯燃气轮机船舰方面的研究也已经拥有了比较实用和有效的诊断系统，能够在燃气轮机出现故障时有着可参考的诊断理论。国外先进的燃气轮机诊断技术，值得学习和借鉴。

2 故障诊断技术

2.1 对比分析法

对比分析法主要是指在故障机理研究的基础上，计算、统计、归纳等手段将有关状态的特征作为一种标准的模式，之后再在设备运行的过程中，根据其特征的变化规律和参考模式进行人工分析，进一步判断设备的运行状态以及其故障存在与否。

2.2 模型分析法

模型分析法。而在模型分析法中，最经典的模型分析法是时间序列分析法，是根据观测数据建立数学表达式，但是这种方法建立模型需要花费一定的时间，不能适应实时性较高的场合，而且不能实现对非线性系统的建模。因此，其使用有较大的局限性。

2.3 神经网络诊断法

神经网络模型建立在神经心理学和生理学的基础上，模仿人的脑神经元而建立的非线性动力学网络系统。它对人脑的特性具有简单的模仿功能，因此，广泛的应用于智能控制和识别之中。同时，它在故障诊断方面也具有强大的功能，第一是从模式识中应用于神经网络，使其作为分类器对进行故障诊断；第二是从预测的角度对其进行，使其能够作为预测模型对故障进行预测；第三是从知识处理方面建立基于神经网络的诊断专家系统。

2.4 模糊诊断法

模糊诊断法的出现是因为机器在运行的过程中信号极其特征都会有某种不确定，为了解决这些问题，就以模糊数学模型为基础，把模糊现象与模糊关系用数学表达式来描述，再进行运算，从而得到一个确切的结果。这样就形成模糊诊断法，其中占有重要地位的是隶属函数，能够使不确定性在形式上用数学方法计算，得到一个相对准确的结果。

2.5 故障树分析法

把所研究的最不希望发生的故障状态作为故障分析一个目标，再寻找直接导致这一故障发生的所有因素，继续找出造成下一事件发生的全部直接因素，一直追查到无需再深究的因素为止，这就是故障树分析法。故障树分析法方法简单易操作，思路清晰明了，所以应用较为广泛，是一种对现场设备状态分析的有效方法。

3 燃气轮机的维护措施

3.1 以规则为前提的专家体系诊断措施

以规程为前提的专家体系诊断措施也被称为产生式方法，其方法理论是在专家不断研究的经验下总结而来，主要应用与燃气轮机故障诊断和故障发生病状前的关系。产生式方法的优点是直观形象和简答易懂，并且其诊断推理的速度十分迅速，所占储存空间也比较小。产生式方法在对于编程和开发快速原型系统方面有着较好的优势，能够为其提供较多有利之处。任何技术都是有着双面性的，燃气轮机诊断技术也不例外，其也是存在一些缺点的，其在知识覆盖的故障模式方面十分有限，对于一些没有出现过的现象不能迅速准确的诊断出来，很容易出现误诊和失败的情况。

3.2 基于神经网络的诊断措施

建立从征兆到故障源的映射过程是故障诊断的实质，神经网络诊断方法具有高度的非线性，和联想记忆能力，能够对可能存在的风险进行准确的检测和分析，得出正确的结论。这种诊断方法在实际诊断时也有一些不足之处，其不能全面的论述出诊断过程，在具体活动中不适用，属于一种黑箱式的方法。基于神经网络的诊断方法在应用中还需要进一步的改善和探索，以便更好应用于燃气轮机的故障检测中，使得其能为诊断燃气轮机提供一个参考。

3.3 混合智能故障诊断方法

混合智能故障诊断方法是一个非常全面的故障检测体系，根据发动机各系统故障的征兆以及故障状态下的历史数据来决定具体的检验原则。它的优点是能够描述模糊信息的水平，同时其推理能力十分接近人脑的思维水平，能够最大程度的对故障进行检测。

4 结语

随着人们对燃气轮机保护意识的不断的增强，以及燃气轮机故障诊断系统所带来的经济效益不断增加，大家对于燃气轮机诊断技术的需求也日益增高。所以，对燃气轮机的保护工作就显得十分重要，要不断的建立故障诊断系统，及时诊断出故障，并在第一时间分析解决这些问题，这对于燃气轮机平稳安全的运营具有十分重要的作用，也是燃气轮机高效运转的一个必要前提。同时，值得注意的是燃气轮机故障的的深入研究和故障样本的采集也是研究的关键，需要该领域的专家和专业技术人员不断深入的进行探索，推动诊断技术的发展。对于诊断方法，通过对人工神经网路与基于知识推理的的专家系统的相结合，以及对其在实践中的具体检验，说明其是具有可行性的，但是在很多诊断技术中还存在不足，这仍然是研究的重点，需要不断的改进，以促进燃气轮机的发展。

[1]夏迪. 基于热力学参数的燃气轮机故障诊断系统分析软件[J].上海交通大学学报，2009.43.(2).

[2]孙祥逢，陈玉春，胡福. 发动机故障诊断主因子模型的测量参数选择[J]. 航空动力学报，2010(1).

[3]卜凯旗，任兴民，秦卫阳. 燃气轮机发电机组的振动信号监测与分析系统[J]. 噪声与振动控制，2007(02).

[4]黄成兵.计算机网络安全与防御分析[J]. 福建电脑，2011.9(6):84～86．

[5]石玮.浅谈计算机网络安全与防御技术[J].计算机光盘软件与应用，2010.6(13):131～132.

TK478

A

1671-0711（2016）12（上）-0067-02