燃气蒸汽联合循环发电机组健康管理大数据系统

大数据系统是发电机组状态监测与健康管理系统迈向智能化和工程应用的关键。本文以燃气蒸汽联合循环发电机组为应用场景,对其健康管理大数据系统进行分析研究。提出联合循环机组智能状态监测与健康管理系统的整体设计框架,分析大数据系统的特点及关键技术。指出大数据系统是以知识为核心的专用数据管理系统,知识获取和结构化表达是大数据系统构建的关键技术。最后通过燃气蒸汽联合循环机组设备分析、领域知识获取和知识结构化表达验证了大数据系统构建方法在工程实践中的应用效果。     

基于工况辨识的重型燃气轮机性能评价方法研究

针对重型燃气轮机缺乏有效综合性能评价方法的问题,提出了一种基于工况辨识的重型燃气轮机性能评价方法。根据重型燃气轮机效率的影响因素确定了机组性能综合评价特征参数;选取机组多工况运行历史数据进行稳态筛选,并对筛选出的稳态运行数据进行基于多步K-均值聚类的工况辨识,实现机组稳态运行空间的工况划分;采用多元高斯混合模型确定各个工况下性能评价特征参数的基准值和阈值;最后建立基于熵权法的机组性能评价模型,实现了机组的综合性能评价。实例证明了所提方法的可行有效性。     

频繁低幅次同步振荡引起的轴系扭应力在线评估

提出了一种新的高压直流输电(HVDC)系统中频繁低幅次同步振荡(SSO)引起的轴系扭应力的在线评估方法:利用实时采集的扭角信号以及发电机三相电压和三相电流信号,结合轴系的扭振振型和轴系危险截面的扭转刚度,实时计算轴系危险截面的扭矩;根据轴系危险截面处的结构特点和理论应力集中系数求得轴系危险截面处的实时扭应力.应用该方法分析了某1 000 MW机组在发生频繁低幅SSO后的轴系危险截面扭应力的变化情况.结果表明:所提出的扭应力在线计算方法避免了复杂的数学计算,易于计算机实现,且计算结果准确、可靠.     

变工况条件下的风电机组齿轮箱故障预警方法

针对风电机组运行工况复杂多变,难以实现故障特征提取和预警指标量化的特点,提出基于k邻近度异常检测技术的风电机组故障预警方法:首先利用阶比重采样技术将时域非平稳信号转换为角域的平稳或准平稳信号;其次构建出新量纲一幅域特征值,提取阶比重采样角域信号早期故障特征;最后将振动角域序列映射成多维特征向量,通过基于k邻近度的异常点检测技术挖掘机组潜在异常信息,实现机组的早期故障预警。试验仿真验证了该方法的有效性。     

基于保局投影与自组织映射的风电机组故障预警方法

针对大型风电机组运行工况和状态信息复杂,难以实现故障早期预警的问题,提出基于局部保持投影(LPP)和自组织映射的故障预警方法。该方法充分考虑机组健康状态特征的高维、非线性特点,采用LPP算法实现状态特征提取,并建立基于自组织映射(SOM)的多状态特征融合健康状态评估模型。采用最小量化误差(MQE)作为机组健康状态指标,并给出健康衰退报警限的确定方法。将该方法用于某1.5 MW风电机组传动系统故障前的健康状态分析,结果表明,该方法提前监测到机组健康状态的衰退趋势,可实现故障的早期预警,避免严重故障发生,并可为合理调整运行和安排维修提供依据。     

拖曳三角板挤压应力计算方法比较研究

采用二维有限元方法研究了载荷、销轴与销孔间隙、摩擦因数的变化对拖曳三角板销孔最大接触应力的影响,并将有限元分析结果与几种公式计算结果进行了比较。当销轴与销孔的间隙ΔR=0时,可以采用平均挤压应力公式校核拖曳三角板的挤压强度;当销轴与销孔的间隙与销轴半径的比值λ≥0.02时,为了降低有限元分析成本,在没有更加精确的计算公式时,可以采用赫兹应力公式校核拖曳三角板承压能力,赫兹公式计算结果与有限元分析结果的误差小于10%。     

磁致伸缩换能器振子及其性能分析

基于等截面细棒纵振动的振速方程及其通解，推出了棒型磁致伸缩换能器振子的频率方程，分析了其振速和应力分布、前后振速比等性能参数，讨论了在最佳阻抗匹配条件下换能器振子的设计问题，最后给出了一典型实例。     

一种新的转子碰摩故障诊断特征的研究

建立Jeffcott碰摩转子的弯扭耦合振动非线性微分方程，通过数值仿真手段，着重分析转子碰摩故障的扭振时频域特点及其非线性振动特性，并描述动静间隙对碰摩转子扭振非线性特性的影响。研究表明，转子碰摩激起丰富的扭振频谱信息，主要包括N/2X、N/3X等分频成分以及1X、2X等倍频成分，且分频幅值往往比倍频大许多。在一定转速范围内，周期运动与复杂的非线性运动交替出现。而动静间隙对转子扭振特性影响明显，动静间隙越小，转子动静碰摩越严重，频谱成分越丰富，运动形式更趋复杂，相应的各复杂运动区的范围也越宽。文中揭示的扭振特征为转子碰摩的状态识别与诊断提供了一种新方法。     

单工质低温余热发电循环性能分析

为了提高能源利用的高效性和经济性,推进有机朗肯循环系统在低温余热发电领域的应用.通过建立热力学模型,并用Matlab软件进行编程,调用NIST Refprop数据库,选取六氟丙烷作为循环工质,模拟分析有机朗肯循环系统各方面性能.在采用循环输出功率、?效率和热效率等热力学指标研究系统热力性能的基础上,分别采用换热面积和C...     

汽轮机故障树诊断方法研究及应用

采用故障树分析诊断汽轮机这个复杂系统的故障,利用模块连接法将复杂故障树转换为二元决策图(BDD),通过BDD进行故障树定性分析,解决复杂故障树定性分析时遇到的NP问题,以及常规故障树转换方式中的基本事件排序问题。通过对系统故障树的定性分析,求出所有最小割集;对系统故障树定量分析;结合汽轮机监测系统监测的故障信号与组成单元的状态进行匹配,从而确定故障诊断的顺序,从一定程度上避免发生概率小的最小割集优先诊断的情况,提高了系统诊断准确度,有助于精确诊断故障原因,节省诊断成本和优化系统诊断过程。针对某汽轮机打闸或跳闸时,主汽门关闭时间延长问题,应用故障树诊断方法成功的进行了故障诊断,为该方法今后的研究探索奠定基础。