汽轮机组振动故障诊断及专家系统研究

故障诊断专家系统及其发展

综述与评论 计算机测量与控制.2008.16(9) C omputer Measurement &Control 1217 中华测控网https://www.sodocs.net/doc/5c682923.html, 收稿日期:2008-06-08; 修回日期:2008-07-16。 作者简介:安茂春(1967-),山东莱阳人,副研究员,主要从事测试与故障诊断技术的管理工作。 文章编号:1671-4598(2008)09-1217-03 中图分类号:TP182 文献标识码:A 故障诊断专家系统及其发展 安茂春 (北京系统工程研究所,北京 100101) 摘要:文章对主要的故障诊断专家系统进行了系统的归纳和分类,主要关注故障诊断专家系统在军事领域的应用;重点讨论了基于规则的诊断专家系统、基于模型的诊断专家系统、基于人工神经网络的诊断专家系统、基于模糊推理的诊断专家系统和基于事例的诊断专家系统的技术要点、发展现状、优缺点及其在军事方面的应用;最后,对该学科的发展做出了预测,指出基于多种模型结合的诊断专家系统、分布式诊断专家系统、实时诊断专家系统是今后的发展方向。 关键词:专家系统;故障诊断;军事应用;基于规则推理;建模技术;人工神经网络;模糊推理;基于事例推理 A Survey on Fault Diagnosis Expert Systems An M ao chun (Beijing Institute o f System and Eng ineering ,Beijing 100101,China) Abstract:In this article w e present a s urvey of fault diagnosis expert system s,and categorize them into 5different types according to know ledge organiz ation m ethod and reasoning m ech anis m,w hich are ru le-b as ed fault diagn osis expert system,model-based fault diagnosis ex pert system,n eural netw ork fault diagnosis exp ert sy stem,fuz zy fault diagn osis expert system and cas e-based fault diagn os is expert sys -tem,for each type w e describ e its techn ical pr op erties,curren t status,ad vantag es and disadvantages,and application s in military field.At the end of th is article,w e point out that hybrid model-based,distributed and real-time diagnosis expert sys tems are fu tu re direction s. Key words:ex pert sys tem;fault diagnosis ;military application;rule -b as ed reasoning;modelin g;artificial neural netw or k;fuzzy reasonin g;ease-b as ed reasoning 1 故障诊断专家系统及其分类 专家系统(Ex per t Sy st em,ES)是人工智能技术(A rt if-i cial I ntelligence,A I)的一个重要分支,其智能化主要表现为能够在特定的领域内模仿人类专家思维来求解复杂问题。专家系统必须包含领域专家的大量知识,拥有类似人类专家思维的推理能力,并能用这些知识来解决实际问题。 故障诊断技术是一门应用型边缘学科,其理论基础涉及多门学科,如现代控制理论、计算机工程、数理统计、模糊集理论、信号处理、模式识别等。故障诊断的任务是在系统发生故障时,根据系统中的各种量(可测的或不可测的)或其中部分量表现出的与正常状态不同的特性,找出故障的特征描述并进行故障的检测与隔离。 故障诊断专家系统是将专家系统应用到故障诊断之中,可以利用领域知识和专家经验提高故障诊断的效率[1]。目前专家系统在故障诊断领域的应用非常广泛,如美空军研制的用于飞机喷气发动机故障诊断专家系统XM AN [2],N A SA 与M IT 合作开发的用于动力系统诊断的专家系统,英国某公司为英美军方开发的直升机发动机转子监控与诊断专家系统[3]等,此外在电力、机械、化工、船舶等许多领域中也大量应用了故障诊断专家系统。 根据知识组织方式与推理机制的不同,可将目前常用的故障诊断专家系统大致分为基于规则的诊断专家系统、基于模型 的诊断专家系统、基于人工神经网络的诊断专家系统、基于模糊推理的诊断专家系统和基于事例的诊断专家系统。 2 故障诊断专家系统对比分析 2 1 基于规则的诊断专家系统 在基于规则的诊断专家系统中,领域专家的知识与经验被 表示成产生式规则,一般形式是:if<前提>then<结论>其中前提部分表示能与数据匹配的任何模型,结论部分表示满足前提时可以得出的结论。基于规则的推理是先根据推理策略从规则库中选择相应的规则,再匹配规则的前提部分,最后根据匹配结果得出结论。 基于规则的诊断知识表达方式直观、形式统一,在求解小规模问题时效率较高,并且具有易于理解与实现的优点,因而取得了一定成功。20世纪90年代,国外在军用水压系统、电力供应网络等方面进行了应用。 但是,对于复杂系统,所观测到的症状与对应的诊断之间的联系是相当复杂的,通过归纳专家经验来获取规则有着相当的难度,且诊断时只能对事先预想到的并能与规则前提匹配的事件进行推理,存在知识获取的瓶颈问题。2 2 基于模型的诊断专家系统 在基于模型的诊断专家系统中,领域专家的专业知识包含在建立的系统模型中,这种基于模型的诊断更多地利用系统的结构、功能与行为等知识。相比基于规则的诊断专家系统,这种诊断方式能够处理预先没有想到的情况,并且可能检测到系统存在的潜在故障。这类系统的知识库相对容易建立并且具有一定的灵活性,已应用于航天器动力燃烧系统故障诊断等方面。

汽轮机振动大的原因分析及其解决方法[1]全解

汽轮机振动大的原因分析及其解决方法 摘要：为了保障城市经济的发展与居民用电的稳定，加强汽轮机组日常保养与维护，保障城市供电已经成为了火力发电厂维护部门的重要任务。文章就汽轮机异常振动的原因进行了分析与故障的排除，在振动监测方面应做的工作进行了简要的论述。 关键词：汽轮机；异常振动；故障排除；振动监测；汽流激振现象 对转动机械来说，微小的振动是不可避免的，振动幅度不超过规定标准的属于正常振动。这里所说的振动，系指机组转动中振幅比原有水平增大，特别是增大到超过允许标准的振动，也就是异常振动。任何一种异常振动都潜伏着设备损坏的危险。比如轴系质量失去平衡（掉叶片、大轴弯曲、轴系中心变化、发电机转子内冷水路局部堵塞等）、动静磨擦、膨胀受阻、轴承磨损或轴承座松动，以及电磁力不平衡等等都会表面在振动增大，甚至强烈振动。 而强烈振又会导致机组其他零部件松动甚至损坏，加剧动静部分摩擦，形成恶性循环，加剧设备损坏程度。异常振动是汽轮发电机运转中缺陷，隐患的综合反映，是发生故障的信号。因此，新安装或检修后的机组，必须经过试运行，测试各轴承振动及各轴承处轴振在合格标准以下，方可将机组投入运行。振动超标的则必须查找原因，采取措施将振动降到合格范围内，才能移交生产或投入正常运行。 一、汽轮机异常振动原因分析 汽轮机组担负着火力发电企业发电任务的重点。由于其运行时间长、关键部位长期磨损等原因，汽轮机组故障时常出现，这严重影响了发电机组的正常运行。汽轮机组异常振动是汽轮机常见故障中较为复杂的一种故障。由于机组

的振动往往受多方面的影响，只要跟机本体有关的任何一个设备或介质都会是机组振动的原因，比如进汽参数、疏水、油温、油质、等等。因此，针对汽轮机异常震动原因的分析就显得尤为重要，只有查明原因才能对症维修。针对导致汽轮机异常振动的各个原因分析是维修汽轮机异常振动的关键。 二、汽轮机组常见异常震动的分析与排除 引起汽轮机组异常振动的主要原因有以下几个方面，汽流激振、转子热变形、摩擦振动等。 （一）汽流激振现象与故障排除 汽流激振有两个主要特征：一是应该出现较大量值的低频分量；二是振动的增大受运行参数的影响明显，且增大应该呈突发性，如负荷。其原因主要是由于叶片受不均衡的气体来流冲击就会发生汽流激振；对于大型机组，由于末级较长，气体在叶片膨胀末端产生流道紊乱也可能发生汽流激振现象；轴封也可能发生汽流激振现象。针对汽轮机组汽流激振的特征，其故障分析要通过长时间的记录每次机组振动的数据，连同机组满负荷时的数据记录，做出成组曲线，观察曲线的变化趋势和范围。通过改变升降负荷速率，从5T/h到50T/h的给水量逐一变化的过程，观察曲线变化情况。通过改变汽轮机不同负荷时高压调速汽门重调特性，消除气流激振。简单的说就是确定机组产生汽流激振的工作状态，采用减低负荷变化率和避开产生汽流激振的负荷范围的方式来避免汽流激振的产生。 （二）转子热变形导致的机组异常振动特征、原因及排除 转子热变形引发的振动特征是一倍频振幅的增加与转子温度和蒸汽参数有密切关系，大都发生在机组冷态启机定速后带负荷阶段，此时转子温度逐渐升

汽轮机及其振动

汽轮机及其振动 介绍 汽轮机是热机，是将热能转化为机械能的机械。汽轮机可以是功率小、设计/结构简单的小型汽轮机，也可以是功率大、设计复杂、多级、多轴的大型汽轮机。汽轮机及其产品系列品类繁多，不同的制造商分类不同，不一而足。但汽轮机的基础是相同的，功能相同、主要部件及其支撑系统类似，而其失效机理也是大同小异的。本文仅按最主要的应用和常见的故障进行分类和讨论。无疑地，汽轮机可靠运行是很关键的，对其进行有效的状态监测是必须的、也是行业的共识，包括监测其运行状态、水/蒸汽品质、蒸汽透平的健康等等。 ?凝汽式透平–排汽在高度真空状态下进入冷凝器凝结成水，主要用于发电厂。单缸汽轮机的蒸汽从进汽到排汽都在一个缸内，而对于多缸汽轮机组，高压蒸汽要经过高压缸到一个或者多个逐级降低压力的汽缸，充分膨胀后排汽。 ?背压式透平–排汽为正压，高于大气压。主要用于油气类工艺装置中。 其排出的蒸汽压力取决于工艺设计和生产要求，需送往下一流程再使用，此时透平类似于一个减压阀。 ?再热凝汽式透平–排汽为真空凝汽式，但中间级部分蒸汽会抽出来，返回锅炉再加热到初始压力，送回下一级或中压透平。 ?抽汽式透平–排汽可以是真空凝汽式或者正压式。主要用于油气类工艺装置中。中间多处抽出部分蒸汽可用于工艺蒸汽，或者为了中间多处补汽，以得到更高的功率。

本文仅按蒸汽的供汽压力分为高压、中压和低压透平。所有的蒸汽透平都有如下主要部件： ?缸体 ?转子 ?轴承 ?密封 ?联轴器 ?盘车装置（小机器可能不需要） 高压透平 高压透平的结构、部件：

凝汽式或背压式高压缸实图： 高压透平可能和中压透平合缸（HP/IP）：

汽车故障诊断专家系统的研究和设计

摘要 本文介绍了汽车故障诊断专家系统的基本结构及其开发的基本方法，论述了汽车故障诊断专家系统软件的开发研究的意义和设计中的难点，针对汽车故障的复杂性特点模拟经验丰富的维修专家的诊断思路及方法，利用Delphi7进行编程，建立友好的人机界面，依据计算机数据结构原理，采用故障树的数据结构和关系数据库原理完成知识表示建立完善的知识库，实现了确定性故障诊断所需的知识库和推理机。从而可使用户通过人机对话的形式方便、快速、准确地找出故障原因，大大地提高汽修行业的效益及汽车的使用寿命。 关键字：汽车故障诊断专家系统

The paper introduces Automobile Fault Diagnosis Expert System of basic structure and development of basic methods. Discusses the software of Automobile Fault Diagnosis Expert System 's research meaning and the difficulty in the design. Aiming at the complexity characteristic of the fault ,simulating the way that experienced diagnosis maintenance of expert thinking, using Delphi7, established friendly human-machine interface. According to the principle structure data of the computer , adopt the fault tree's data structure and relation theories of database to accomplish the representation of knowledge, and realized the uncertainty of knowledge base for fault diagnosis and reasoning machine. The user could find fault convenient, fast and accurately through the man-machine dialogue form , greatly improve the automobile industry's efficiency and the automobile's service life. Key words：automobile fault diagnosis expert system

汽机缺陷分析与处理

6MW余热电站汽轮机缺陷原因分析及处理 1．故障现象 我公司综合利用焦炉剩余煤气余热发电站，采用洛阳发电设备厂生产的汽轮机，型号：N6-3.34。从2007年6月并网发电至今的7年运行时间当中，汽轮机出现的主要故障现象为以下三个方面：（1）汽轮机的振动偏高；(2)真空度相对较低；（3）调速系统不稳定; 2.故障分析 2.1汽轮机的振动偏高 振动是一种周期性的反复运动。处在高速旋转下的汽轮发电机组，在正常运行中总是存在着不同程度和方向的振动。对于振动，我们希望它愈小愈好。不同转速机组的振动允许值不同，凡是在允许范围内的振动，对设备的危害不大，因而是允许的。超出允许范围，就会对设备造成伤害。而本机组在运行中最高振动超过85um,最低振动时也在50um以上，超出了汽轮机振动的允许范围50um以下。 汽轮机振动过高直接威胁着机组的安全运行，因此，在机组出现过高振动时，就应及时找出引起振动的原因，并予以消除，绝不允许在强烈振动的情况下让机组继续运行。 汽轮发电机组的振动是一个比较复杂的问题，造成振动的原

因很多，为找出汽轮机振动大的原因，我们曾通过做试验方法来查找汽振动大的原因： 1）励磁电流试验 目的在于判断振动是否是由于电气方面的原因引起的，以及是由电气方面的哪些原因引起的。 2）转速试验 目的在于判断振动和转子质量不平衡的关系，同时可找出转子的临界转速和工作转速接近的程度。 3）负荷试验 目的在于判断振动和机组中心，热膨胀，转子质量不平衡的关系，判断传递力矩的部件是否有缺陷。 4）轴承润滑油膜试验 目的在于判断振动是否是由于油膜不稳，油膜被破坏和轴瓦紧力不当所引起的。 5）真空试验 目的是判断振动是否是由于真空变化后机组中心在垂直方向发生变化引起的。 6）机组外部特性试验，实际上就是在振动值比较大的情况下测量机组振动的分布情况，根据振动分布情况分析判断不正常的部位。 2.1.1汽轮机振动是一个多方面的综合因素，通过以上实验对振动过高的原因分析如下：

设备故障诊断技术及专家系统应用研究

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/5c682923.html, 设备故障诊断技术及专家系统应用研究 作者：纪明涛 来源：《中国科技博览》2017年第29期 [摘要]本文主要介绍了煤矿机电设备故障诊断技术及专家系统的原理及特点，构建了煤矿机电设备诊断专家系统，并对应用结果进行了分析。 [关键词]煤矿机电；故障诊断技术及专家系统；诊断；维修 中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）29-0178-01 1、前言 随着采矿业规模日益增大，采矿机械设备也更趋于大型化，连续化，机电一体化，其性能与复杂程度不断提高，对设备故障的诊断也更为复杂。因此，为了达到能够使得综采机电设备处于一种良好的正常工作状态，我们必须要将煤矿机械设备和信息技术管理方面协调统一起来，对综采机电设备进行诊断和维修，这样处理对于煤矿机械的维修管理是相当有必要的。建立矿井调度室远程故障诊断及专家维护系统是解决问题的很好的方法。 2、故障诊断技术及专家系统 设备故障诊断技术包括故障检测与故障诊断.通常合在一体统称为故障检测和诊断（FDD）。 2.1 故障的定义和故障诊断的机理 故障诊断技术是以可靠性理论、信息论、控制论和系统论为理论基础，以现代测试仪器和计算机为技术手段，结合各种诊断对象（系统、设备、机器、装置、工程结构以及工艺过程等）的特殊规律逐步形成的一门新技术，主要包括检查和发现异常、诊断故障状态和部位、分析故障类型、提出诊断决策方案及诊断结论四个基本环节。其基本原理是根据机械、电气等设备运行过程中产生的各种信息，判断设备运行是属于正常还是异常，识别设备或机器是否发生故障，并对设备未来状态进行预测，确定最合适的维修方案和检修周期。作为一门交叉性学科领域，故障诊断技术在过去的几十年里得到了飞速发展，一些新的理论与方法已经得到了成功的应用。而非线性系统的故障诊断是当前故障诊断领域研究的热点与难点问题。在生产过程中，大型设备发生的故障是各种各样的，而根据系统采用的特征描述和决策方法的差异，形成了不同的故障诊断方法，具体可分为基于解析模型的方法、基于信号处理的方法和基于知识的方法三大类。 2.2 故障诊断过程

汽轮机振动异常原因分析及解决方法

汽轮机振动异常原因分析及解决方法前言 汽轮机的振动大小，是评价汽轮机组运行可靠性的重要指标。对于高速转动的汽轮机来说，微小的振动是不可避免的，振动幅度不超过规定的标准属于正常振动。对汽轮机的运转没有影响，但是当振动超过规定限值时，对整个汽轮机组的运行是有害的，表明机组内部存在缺陷。本文所分析的就是这种振动过大的异常振动产生的原因和减小振动的方法。 一、汽轮机振动过大的危害 汽轮机组振动过大，会使机组内部部件的连接松动，基础台板和基础之间的刚性连接削弱，或使机组的动静部分发生摩擦，造成转子变形、弯曲、断裂，甚至是叶片损坏。当机头发生振动时，可能直接导致危机保安器动作，造成停机事故。当汽轮机动静叶片由于过大的振动而发生相对偏移时，会造成高低压端部轴封发生不正常磨损。低压缸端轴封的磨损破坏轴封的密封作用，使空气被吸入负压状态下的低压缸，破坏凝汽器的真空，直接影响汽轮机组的经济运行。高压缸端轴封的破坏会使高压缸的蒸汽大量向外泄露，降低高压缸做功能力，甚至会引起转子发生局部热弯曲。泄露的高压蒸汽如果进入轴封系统的油档中，使润滑油内混入水分，造成油膜失稳，也可能产生油膜振荡，造成轴瓦乌金熔化。当过大的振动造成轴弯曲时，可能使发电机滑环和电刷的磨损加剧、静子槽楔松动、绝缘被破坏，造成发电机或励磁机事故。当过大的振动造成某些紧固螺丝松脱、断裂时，甚至会造成整个汽轮机组的报废。所以，消除异常振动，是确保安全生产的重要环节。 二、汽轮机异常振动的原因分析与解决方法 汽轮机组负担着将热能转化为电能的任务，由于其长时间运行、关键部位长期磨损等特点，各种故障时常发生，其中，振动异常是汽轮机组常见故障中最频繁的一种，严重影响了电厂的正常发电。由于振动产生的原因非常复杂，汽轮机

第六讲 汽轮机组常见横向振动故障的诊断

第六讲汽轮机组常见横向振动故障的诊断振动是汽轮机组状态最常见的外部表现形式。振动信号中包含了丰富的机组状态信息。当机组的状态发生变化时，其振动形态也将随之发生改变。利用适当的数学方法，对振动信号进行分析，可提取反映机组状态的信息。本章主要讨论如何利用振动信号来诊断汽轮机组的故障。 第一节转子不平衡故障的诊断 转子不平衡是汽轮机组最为常见的故障，统计分析表明，汽轮机组的大部分振动是与转速同步( f)的振动信号。引起汽轮机组同步振动的原因可能有原始质 r 量不平衡、转子热不平衡、转子热弯曲、旋转部件脱落、转子部件结垢等。这些原因都将导致转子的不平衡。不同原因引起的转子不平衡故障的规律基本相近，但也各有特点。 一、转子质量不平衡 1.故障机理分析 转子质量不平衡故障产生的机理是，转子的各横截面的质心连线与各截面的几何中心的连线不重合，从而使转子在旋转时，各截面离心力构成一个空间连续力系，转子的挠度曲线为一连续的三维曲线，如图5-l所示。这个空间离心力力系和转子的挠度曲线是旋转的，其旋转的速度与转子的转速相同，从而使转子产生工频振动。

图5-1 转子质心的空间分布 2.故障特征分析 当转子有质量不平衡故障时，在不平衡力的作用下转子将发生振动，振动的主要特征有: (l)转子的振动是一个与转速同频的强迫振动，振动幅值随转速按振动理论中的共振曲线规律变化，在临界转速处达到最大值。因此，转子不平衡故障的突出表现为一倍频振动幅值大。同时，出现较小的高次谐波，整个频谱呈所谓的“枞树形”，如图5-2所示。 (2)在一定的转速下，振动的幅值和相位基本上不随时间发生变化。 (3)轴心运动轨迹为圆形或椭圆形。 (4)动态下，轴线弯曲成空间曲线，并以转子转速绕静态轴心线旋转。 图5-2 转子不平衡故障频谱图 3.故障判断依据

汽轮机运行中振动大的原因及危害

汽轮机运行中振动大的原因及危害 一、汽轮机异常振动原因分析 汽轮机组担负着火力发电企业发电任务的重点。由于其运行时间长、关键部位长期磨损等原因,汽轮机组故障时常出现,这严重影响了发电机组的正常运行。汽轮机组异常振动就是汽轮机常见故障中较为复杂的一种故障。由于机组的振动往往受多方面的影响,只要跟机本体有关的任何一个设备或介质都会就是机组振动的原因,比如进汽参数、疏水、油温、油质、等等。因此,针对汽轮机异常震动原因的分析就显得尤为重要,只有查明原因才能对症维修。针对导致汽轮机异常振动的各个原因分析就是维修汽轮机异常振动的关键。 二、汽轮机组常见异常震动的分析与排除 引起汽轮机组异常振动的主要原因有以下几个方面,汽流激振、转子热变形、摩擦振动等。 (一)汽流激振现象与故障排除 汽流激振有两个主要特征:一就是应该出现较大量值的低频分量;二就是振动的增大受运行参数的影响明显,且增大应该呈突发性,如负荷。其原因主要就是由于叶片受不均衡的气体来流冲击就会发生汽流激振;对于大型机组,由于末级较长,气体在叶片膨胀末端产生流道紊乱也可能发生汽流激振现象;轴封也可能发生汽流激振现象。针对汽轮机组汽流激振的特征,其故障分析要通过长时间的记录每次机组振动的数据,连同机组满负荷时的数据记录,做出成组曲线,观察曲线的变化趋势与范围。通过改变升降负荷速率,从5T/h到50T/h的给水量逐一变化的过程,观察曲线变化情况。通过改变汽轮机不同负荷时高压调速汽门重调特性,消除气流激振。简单的说就就是确定机组产生汽流激振的工作状态,采用减低负荷变化率与避开产生汽流激振的负荷范围的方式来避免汽流激振的产生。 (二)转子热变形导致的机组异常振动特征、原因及排除 转子热变形引发的振动特征就是一倍频振幅的增加与转子温度与蒸汽参数有密切关系,大都发生在机组冷态启机定速后带负荷阶段,此时转子温度逐渐升高,材质内应力释放引起转子热变形,一倍频振动增大,同时可能伴随相位变化。由于引起了转子弯曲变形而导致机组异常振动。转子永久性弯曲与临时性弯曲就是两种不同的故障,但其故障机理相同,都与转子质量偏心类似,因而都会产生与质量偏心类似的旋转矢量激振力。 与质心偏离不同之处在于轴弯曲会使两端产生锥形运动,因而在轴向还会产生较大的工频振动。另外,转轴弯曲时,由于弯曲产生的弹力与转子不平衡所产生的离心力相位不同,两者之间相互作用会有所抵消,转轴的振幅在某个转速下会有所减小,即在某个转速上,转轴的振幅会产生一个“凹谷”,这点与不平衡转子动力特性有所不同。当弯曲的作用小于不衡量时,振幅的减少发生在临界转速以下;当弯曲作用大于不平衡量时,振幅的减少就发生在临界转速以上。针对转子热变形的故障处理就就是更换新的转子以减低机组异常振动。没有了振动力的产生机组也就不会出现异常振动。 (三)摩擦振动的特征、原因与排除 摩擦振动的特征:一就是由于转子热弯曲将产生新的不平衡力,因此振动信号的主频仍为工频,但就是由于受到冲击与一些非线性因数的影响,可能会出现少量分频、倍频与高频分量,有时波形存在“削顶”现象。二就是发生摩擦时,振动的幅值与相位都具有波动特性,波动持续时间可能比较长。摩擦严重时,幅值与相位不再波动,振幅会急剧增大。三就是降速过临界时的振动一般较正常升速时大,停机后转子静止时,测量大轴的晃度比原始值明显增加。摩擦振动的机理:对汽轮机转子来讲,摩擦可以产生抖动、涡动等现象,但实际有影响的主要就是转子热弯曲。动静摩擦时圆周上各点的摩擦程度就是不同的,由于重摩擦侧温度高于轻摩擦侧,导致转子径向截面上温度不均匀,局部加热造成转子热弯曲,产生一个新的不平衡力作用到转子上引起振动。 三、在振动监测方面应做好的工作 目前200MW及以上的机组大都装设了轴系监控装置,对振动实施在线监控,给振动监测工作创造了良好的条件。其她中小型机组有的虽装有振动监测表,但准确度较差,要靠携带型振动表定期测试核对,有的机组仅靠推带振动表定期测试记录。对中小型机组的振动监测工作,一

电力系统故障诊断专家系统

电力系统故障诊断专家系统 李向峰 （哈尔滨工程大学信息与通信工程工程学院，黑龙江哈尔滨１５０００１）摘要:针对电力系统故障诊断问题存在的大量不确定性，提出了将模糊集和模糊推理方法结合专家系统进行故障诊断的新方案。同时，尝试将分布式问题求解方法用于电力系统故障诊断问题，开发了基于模糊推理的分布式电力系统故障诊断专家系统。为方便用户使用，开发了图形建模和模糊知识学习平台，以及故障信息管理系统通过在某地区电网的测试表明，所提方案具有准确的诊断结果和很好的实用性关键词:故障诊断;模糊推理;专家系统;分布式问题求解;故障信息管理。 关键词:故障诊断; 模糊推理; 专家系统; 分布式问题求解; 故障信息管理 Power System Fault Diagnosis Expert System LiXiangfeng (Information and Communication Engineering, Engineering, Harbin Engineering University, Harbin) Abstract: Fault detection system of power exists a lot of uncertainty, the proposed fuzzy sets and fuzzy inference method combines expert system for fault diagnosis of the new program. At the same time, try to distributed problem solving method for power system fault diagnosis, develop a distributed power system fault diagnosis expert system based on fuzzy reasoning. For the convenience of users, the development of graphical modeling and fuzzy knowledge learning platform, and fault information management system through a regional grid in the test shows that the proposed scheme has an accurate diagnosis and good usability Key words: fault diagnosis; fuzzy reasoning; expert system; distributed problem solving; fault information management. Keywords：fault diagnosis; fuzzy inference; expert system; distributed problem solving 1引言 电力系统故障诊断是近年来十分活跃的研究课题之一，人们对此进行了大量研究[1~9]，取得了许多有价值的理论研究成果，提出了多种解决方案，如采用专家系统方法[2，4，6，8]和神经网络方法[4]等. 由于实际运行中用于故障诊断的断路器和保护动作信息存在着大量的不确定性，近年来有学者将模 糊推理方法应用于电力系统故障诊断[3，5~7，9]。但以 前的研究大多集中在理论探讨上，在解决电力系统运行过程中出现的实际问题方面进展不大。现代电网互联规模和运行复杂性越来越大，运行越来越接近极限，一旦发生故障，造成的损失也较以往增大，因此对运行人员迅速准确处理事故的能力的要求进一步提高。电力系统故障自动诊断系统不仅可以成为运行人员在处理事故时的得力助手，还可成为运行人员培训的有力工具。 本文在前期开发的面向对象的电力系统故障 诊断专家系统[8]的基础上，借鉴其他研究成果[3，5~7] 增加了基于模糊集的报警信息处理，不但考虑了开关和保护动作的不确定性，还将故障时电压、电流不同于正常运行时的特征信息用模糊集表示，利用模糊推理来提高诊断结果的准确性和可用性；同时开发了模糊集学习平台，以缓解专家系统知识获取 的难题;利用网络通信技术和分层分布式问题求解 方法，解决电力系统信息分层和应用于实际电力系统故障诊断时出现的问题，提出了两种分层分布式故障诊断问题求解方案，并就其中一种方法进行了

诊断专家系统

诊断专家系统 【摘要】 人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法。技术及应用系统的一门新的技术科学。该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。其中专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。它应用人工智能技术和计算机技术，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，求解需要专家才能解决的困难问题。 【关键词】计算机，人工智能，专家系统 引言 随着科学技术的发展，装备的结构越来越复杂，功能也越来越完善，自动化程度越来越高，不但同一设备的不同部分之间相互关联，紧密耦合，而且不同设备之间也存在着紧密的联系，在运行过程中形成一个整体。一处故障可能引起一系列连锁反应，导致整个过程不能正常运行，甚至会造成重大的损失。因此，对故障诊断的要求也越来越高。另一方面，人工智能技术近年来得到很大发展，基于知识的故障诊断专家系统已成为当前研究和应用的一个热点。 人工智能又称机器智能，是计算机科学中新兴的一门边缘科学技术，利用计算机模拟人的智能行为、完成能表现出人类智能的任务。故障诊断专家系统是将人类在故障诊断方面的多位专家具有的知识、经验、推理、技能综合后编制成的大型计算机程序，它可以利用计算机系统帮助人们分析解决只能用语言描述、思维推理的复杂问题，扩展计算机系统原有的工作范围使计算机系统有了思维能力，能够与决策者进行“对话”，并应用推理方式提供决策建议，专家系统在故

障诊断领域的应用非常广泛，故障检测与诊断技术与专家系统相结合，使工程的安全性与可靠性得到保证。 1故障诊断专家系统简介 故障诊断专家系统，是指计算机在采集被诊断对象的信息后，综合运用各种规则(专家经验)，进行一系列的推理，必要时还可以随时调用各种应用程序，运行过程中向用户索取必要的信息后，可快速地找到最终故障或最有可能的故障，再由用户来证实。专家系统故障诊断方法 可用下图的结构来说明：它由数据库、知识库、人机接口、推理机等组成。其各部分的功能为： 图1：故障诊断专家系统结构图 (1)数据库数据库通常由动态数据库和静态数据库两部分构成。静态数据库是相对稳定的参数，如设备的设计参数、固有频率等;动态数据库是设备运行中所检测到的状态参数，如工作转速、介质流量、电压或电流等。 (2)知识库存放的知识可以是系统的工作环境、系统知识(反映系统的工作机理及系统结构知识)、设备故障特征值、故障诊断算法、推理规则等，反映系统的因果关系，用来进行故障推理。知识库是专家领域知识的集合。 (3)人机接口人与专家系统打交道的桥梁和窗口，是人机信息的交接点。 (4)被诊断对象 人机接口 数据库 人机推理 结果 知识库

汽轮机振动大应对措施

为防止机机组在开机和运行中出现不正常的振动，特制定有以下措施： 1、机组突然发生强烈振动或能清楚的听出金属声时，应作紧急停机处理。 2、机组负荷增加时，发现振动值增大，或从汽轮机、发电机上发出可疑的声音时，应降低 负荷，直到振动恢复正常时为止，同时要查找振动增大的原因，要检查下列因素： （1 ）润滑油压是否下降； （2 ）轴承进口油温是否过高或过低、出口油温是否过高； （3 ）主汽温度是否过高或降低到使湿蒸汽进入汽轮机的程度； （4 ）负荷变化是否过大； （5 ）汽缸保温是否脱落过多； （6 ）冷空气是否单向流入机组一侧； （7 ）润滑系统工作不正常； 3、防止真空降低，排气温度升高，使汽缸发生异常膨胀； 4、在油系统操作时要特别小心仔细，要保持油温、油压的稳定以免造成油膜破坏，引起低频振动。 5、汽轮机在升速至满速过程中振动正常，并网接带负荷时发生振动过大，可采用增加负荷的方法。 6、汽轮机冲转后，发现振动大，两端轴封处或通流部分有摩擦声，应停止启动汽轮机，进行检修。 7、汽轮机在升速过程中（只要不是在临界转速下），发现振动较正常情况下明显增大，应降低转速，直至振动正常为止，并在此转速下暖机10分钟，再重新升速，若振动仍然增 大， 则停机处理。 8、启动汽轮机时，发现汽缸两侧膨胀不均引起的振动时，应检查调速汽门是否全开或其它膨胀受阻所引起的。 9、做好汽轮机保温工作，不让汽轮机受穿堂风及冷空气气流影响，使汽缸向单侧膨胀。

10、引起振动增大的前述原因不存在，可能是下列原因： （1 ）断叶片或汽轮机、发电机转子不平衡； （2 ）大轴弯曲； （3 ）转动部件松动； （4 ）轴封损坏或隔板结合面漏汽； （5 ）汽轮机、发电机内部有杂物； （6 ）汽轮机某部位变形； （7 ）汽轮发电机组中心不正； （8 ）汽轮机或发电机内部某些部件松动； （9 ）汽轮发电机组轴瓦间隙不合要求； ）轴承座与台板之间接触面不合要求，螺丝发生松动。10 （．

故障诊断专家系统的功能和特点

振动监测分析诊断 交流材料 北京英华达公司 2009年11月

目录

振动监测分析在冶金行业的应用 1.传感器 TSI=Turbine Supervisory Instrumentation 传感器亦称换能器或变换器，它是将被测的某一物理量（或信号），按一定规律转换为与其对应的另一种（或同种）物理量（或信号）并输出的装置。传感器是实现自动检测与自动控制的首要环节，如果没有传感器对原始信号进行准确的捕获与转换，自动检测和自动控制将无法实现。所以，传感器是故障诊断系统中的重要部件。 传感器的分类方法： 由于传感器测量的物理量种类繁多，传感器的工作原理又各不相同，因而传感器的种类也很多，从不同的角度研究就有不同的分类方法。传感器通常有如下几种分类方法。 （1）根据被测物理量分类。这种分类方法说明了传感器用途，如位移传感器、速度传感器、加速度传感器、温度传感器、压力传感器、噪声传感器等。这种分类方法对用户和生产单位来说是比较方便的。其不足之处是将原理互不相同的传感器归为一类，难以找出各种传感器原理上的共性和差异。 （2）按工作原理分类。这种分类方法是以传感器的工作原理作为分类的依据，将传感器分为应变式、压电式、涡流式、电阻式、电容式、差动变压器式等。这种分类方法有利于对各种传感器的原理和性能进行分析研究和设计改进，使应用更灵活。 （2）按能量传递方式分类。从能量观点来分，传感器可分为有源传感器和无源传感器两大类。 设备诊断对传感器的要求： 传感器是诊断系统获取原始信号的装置，正确地选用传感器是设备诊断技术的一个关键环节。前面已介绍过传感器的种类很多，即使对于相同的被测量（如振动），也有很多不同种类的传感器。由于测量的目的和要求不同，测量范围、频响特性、精度、灵敏度等有所区别，而且测量环境也往往不同，因此必须选择合适的、能满足检测要求的传感器。例如，对于振动的精密诊断，由于需要对信号进行各种处理和精细分析，就必须采用高悧能精密传感器。因此，根据设备诊断的目的以及诊断系统的配置来合理地选择传感器的类型，是完成诊断任务的重要环节。在传感器的选择上主要应遵循如下原则： （1）传感器应具有良好的响应特性。由于被诊断对象的原始信息（一次信息）是通过传感器获得的，如果传感器传输信号失真或不稳定，对于同样的原始输入信号，其输出信号就不一样，传感器输出有误差的信号，将使诊断造成困难

汽轮机振动大的原因分析及其解决方法

汽轮机振动大的原因分析及其解决方法 对转动机械来说，微小的振动是不可避免的，振动幅度不超过规定标准的属于正常振动。这里所说的振动，系指机组转动中振幅比原有水平增大，特别是增大到超过允许标准的振动，也就是异常振动。任何一种异常振动都潜伏着设备损坏的危险。比如轴系质量失去平衡（掉叶片、大轴弯曲、轴系中心变化、发电机转子内冷水路局部堵塞等）、动静磨擦、膨胀受阻、轴承磨损或轴承座松动，以及电磁力不平衡等等都会表面在振动增大，甚至强烈振动。 而强烈振又会导致机组其他零部件松动甚至损坏，加剧动静部分摩擦，形成恶性循环，加剧设备损坏程度。异常振动是汽轮发电机运转中缺陷，隐患的综合反映，是发生故障的信号。因此，新安装或检修后的机组，必须经过试运行，测试各轴承振动及各轴承处轴振在合格标准以下，方可将机组投入运行。振动超标的则必须查找原因，采取措施将振动降到合格范围内，才能移交生产或投入正常运行。一、汽轮机异常振动原因分析 汽轮机组担负着火力发电企业发电任务的重点。由于其运行时间长、关键部位长期磨损等原因，汽轮机组故障时常出现，这严重影响了发电机组的正常运行。汽轮机组异常振动是汽轮机常见故障中较为复杂的一种故障。由于机组的振动往往受多方面的影响，只要跟机本体有关的任何一个设备或介质都会是机组振动的原因，比如进汽参数、疏水、油温、油质、等等。因此，针对汽轮机异常震动原因的分析就显得尤为重要，只有查明原因才能对症维修。针对导致汽轮机异常振动的各个原因分析是维修汽轮机异常振动的关键。 二、汽轮机组常见异常震动的分析与排除 引起汽轮机组异常振动的主要原因有以下几个方面，汽流激振、转子热变形、摩擦振动等。 （一）汽流激振现象与故障排除 汽流激振有两个主要特征：一是应该出现较大量值的低频分量；二是振动的增大受运行参数的影响明显，且增大应该呈突发性，如负荷。其原因主要是由于叶片受不均衡的气体来流冲击就会发生汽流激振；对于大型机组，由于末级较长，气体在叶片膨胀末端产生流道紊乱也可能发生汽流激振现象；轴封也可能发生汽流激振现象。针对汽轮机组汽流激振的特征，其故障分析要通过长时间

汽轮机常见振动故障和诊断方法探析

汽轮机常见振动故障和诊断方法探析 故障诊断是汽轮机维护管理工作的重要内容之一，在生产实际当中，汽轮机是关键设备，但由于系统复杂，而且运行的环境特殊，因此汽轮机的故障效率非常高，并产生一定的危害性。汽轮机的振动故障就是其中一种常见故障模式之一，本文将以汽轮机常见振动故障为研究主线，在分析故障问题的基础上，对如何采取诊断的方法，展开深入探讨。 标签：汽轮机；振动故障；诊断 1 汽轮机常见振动故障问题分析 汽轮机常见振动故障问题有4种类型，分别为滑销系统不畅导致振动、汽轮机叶片脱落导致振动、汽轮机前箱振动、轴向振动。这几种振动故障对汽轮机的正常运行具有很大的负面影响，而且潜在某些危险性的因素，具体故障问题如下： （1）滑销系统不畅导致振动。某厂使用了容量25MW的高参数调整抽气背式汽轮机，在使用的时候，存在轴承振动偏高的问题，而且调节系统和盘车运行不稳定，后来更换了转子，启动后虽然振动情况稍缓，但过一段时间后振动故障又突然出现，现场维修人员发现是因为滑销系统不畅而导致振动故障。 （2）汽轮机叶片脱落。汽轮机的末级叶片、次末级叶片脱落事故较为常见，其产生的迹象是汽轮机运行时振动骤然增大，机组基础振动异常，现场打闸停机，但由于汽轮机叶片脱落现场距离控制室距离较远，因此仅有振动探头显示振动增大。 （3）汽轮机前箱振动。某厂使用了型号为C50-90/13-1的汽轮发电机，原装为单缸冲动一级，后来调整为抽气凝气式机组，但在运行的过程中，发现前箱振动厉害，利用水平振动频谱进行分析，发现七倍频所占比例最大。 （4）轴向振动。某汽轮机厂使用了50MW的汽轮发电机，瓦轴振动过大，利用现场平衡法，将配重块安装在联袂节处，将原来20mm/s的振动频率，减至14mm/s，但不能够彻底消除轴向振动。 2 汽轮机常见振动故障诊断方法 鉴于上文提到的汽轮机几种常见振动故障问题，笔者结合现场的检修工作情况，对这几种振动故障问题进行诊断，并总结出以下几种方法： 2.1 滑销系统不畅导致振动诊断 现场拆开汽轮机，发现前轴承箱的支承和底部滑轮系统都存在异常现象，机组运行工程中，热量产生膨胀作用，引起前轴承水平扬度的变化，此时汽轮机的

故障诊断专家系统软件开发整体框架

故障诊断专家系统软件开发整体框架 专家系统的主要组成： ①知识库用于存储领域专家的专门知识，这些知识需要用计算机能够理解的形式表达； ②综合数据库用于存放初始数据和推理过程中得到的中间数据； ③推理机用于记忆所采用的规则和控制策略的程序使整个专家系统能够以逻辑方式协调地工作； ④解释器能够向用户解释专家系统的行为，包括推理结论的正确性和系统推出其他候选解的原因； ⑤解释接口是实现系统与用户的对话。 中央空调故障诊断专家系统主要功能： ①在中央空调系统正常运行时监测系统的运行状况； ②中央空调系统运行中对所发生的故障进行实时诊断，能够及时的做出故障报警，并给操作人员提示故障发生的原因。 ③通过人机接口界面向操作人员提供故障应对措施，以便及时控制故障的规模、保护设备的安全。

专家系统的知识表示与获取 知识的表示 知识的表示方法有很多种，产生式规则是目前专家系统中使用最为广泛的一种知识表示方法，使用它的专家系统被称为产生式系统。产生规则是一个“如果条件成立则进行操作”形式的语句。它的一般形式为： 其中R#作为规则号，表示其在知识库中的序号。RLS 称为条件部分、前项或产生式的左边。RRS 称为结论部分、后项或产生式的右边。 产生式系统的规则条件部分和结论部分采取什么方式来表达，专家系统本身没有明确规定，但应尽可能注意以下原则：条件部分和结论部分的表示形式应该与综合数据库中的事实表示形式尽可能一致,这样便于条件与事实的检索匹配和修改综合数据库中的事实；在能够清晰表达意思的前提下,尽可能使它们简洁,以便于处理。 规则结构的主要优点是：知识库中每条规则可以自由增减、修改, 规则之间是独立的,它们的关系间接的、动态的表示出来；知识库中的每条规则是统一的结构；用规则可以很方便地表示专家的知识和经验，解释专家们是怎样做他们的工作的；有利于表示启发性知识，易于知识获取。 冷水机组运行状态对应的特征参数变化特征 选定了蒸发温度、冷凝温度、压缩机吸气温度、压缩机排气温度和制冷剂过冷度这五个内在参数作为故障判断参数。 经过分析实验数据，参考了中华人民共和国国家标准(GB/T 18430.1-2001)中的有关参数，并考虑了一定的实验误差，确定出温度精度为0.3℃。