渦輪葉片溫度異常檢測研究.pdf

1、燃氣輪機因其具有重量輕、體積小、起動快、建設(shè)周期短等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用在航空、艦船、發(fā)電、石油化工、天然汽輸送等工業(yè)交通運輸部門。提高渦輪入口溫度對于提升燃氣輪機效率效果顯著，成為首要選擇。近年來，渦輪入口溫度表現(xiàn)出了一種穩(wěn)定的增長趨勢，在2007年，世界上燃氣輪機渦輪入口溫度達到了2250K（1977℃）的高溫。然而，提高渦輪入口溫度在提升燃氣輪機效率的同時，也增加了燃氣輪機各部件的熱負荷，特別是作為燃氣輪機關(guān)鍵部件之一的渦輪葉片。據(jù)燃

2、氣輪機有關(guān)故障成本統(tǒng)計資料顯示，重型燃氣輪機渦輪葉片相關(guān)的故障達到總成本的62％，因此，監(jiān)測渦輪葉片狀態(tài)，對降低工業(yè)成本、消除安全隱患極為重要。溫度信號作為7大物理狀態(tài)參量之一，對描述渦輪葉片的工作狀態(tài)有著顯著的意義。因此，本文在葉片溫度測試數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合葉片自身的設(shè)計結(jié)構(gòu)，對數(shù)據(jù)進行分析，提取特征，達到對渦輪葉片溫度進行異常檢測的目的。
　　故障檢測與診斷系統(tǒng)，包括故障檢測、故障分離、故障評價、與故障決策四個方面的內(nèi)容，故障

3、檢測作為系統(tǒng)較關(guān)鍵的一環(huán)，對系統(tǒng)的性能具有決定性的作用，本文所做的就是故障檢測這一部分的工作。
　　本文首先對葉片原始溫度數(shù)據(jù)進行了預(yù)處理。預(yù)處理主要包括渦輪葉片數(shù)據(jù)的分割、歸一化等。便于葉片故障的定位與分析單個葉片的特征，文中分別從物理與軟件的角度給出了基于物理脈沖、溫度最大值、及主成分特征的三種位置檢測算法?；谖锢砻}沖的葉片位置檢測法具有簡單實用高效的特點，但由于燃機生產(chǎn)時可能不安裝位置傳感器，造成脈沖信號無法獲取，導(dǎo)致算法

4、失效?；谌~片溫度最大值的位置檢測法與物理脈沖法一樣，操作簡單，但并不高效，因為葉片溫度的最大值并不唯一，排除過程較繁瑣。因此，本文從相似度的角度應(yīng)用了PCA主成分的方法，達到位置檢測的目的。
　　對于渦輪葉片，溫度異常分為整體升溫與局部升溫兩種情況。對于整體升溫，通過統(tǒng)計葉片平均溫度偏差與平均溫度偏差變化量的特征來實現(xiàn)。對于局部升溫，通過對比db、sym、coif、Meyer各常用小波基的分解效果，采用了離散Meyer小波提取信