给水泵状态监测与故障诊断系统的研究-机械设计及理论专业论文.docxVIP

PAGE PAGE IV 目 录 中文摘要 I 英文摘要II 1 绪 论 1 1.1 问题的提出及课题的意义 1 1.1.1 火电厂给水泵状态监测与故障诊断的必要性 1 1.1.2 水泵效率监测的必要性 2 1.1.3 热力学法测量泵效率的优越性 2 1.1.4 振动故障诊断研究的必然性 2 1.1.5 模糊故障诊断方法应用的可行性 3 1.2 国内外研究状况 3 1.2.1 国外研究现状 3 1.2.2 国内研究现状 4 1.3 本课题的主要研究内容 5 2 给水泵在线性能计算 7 2.1 热力学测量泵效率的原理及效率计算公式 7 2.2 锅炉给水泵的热力学法效率测量方案 8 3 火电厂给水泵常见振动故障分析 10 3.1 火电厂给水泵运行特点 10 3.2 给水泵的主要故障 11 3.3 给水泵振动故障机理分析 12 3.3.1 给水泵振动特点 12 3.3.2 振动测量参数 13 3.3.3 振动信号常用分析方法 14 3.3.4 给水泵主要振动故障机理分析 18 4 模糊逻辑理论 22 4.1 模糊子集的定义 22 4.2 模糊子集的运算 22 4.3 隶属函数 22 4.4 模糊矩阵的合成 28 4.5 模糊决策方法 31 5 系统方案设计 32 5.1 给水泵的基本特性 32 5.2 给水泵状态监测方案 32 5.2.1 给水泵测点布置 32 5.2.2 给水泵监测系统的构成 33 5.2.3 硬件系统的构成 34 5.3 给水泵模糊推理模型的设计 36 5.3.1 推理模型的确定 36 5.3.2 模糊算子和诊断原则的选择 38 5.4 在线监测系统中的故障诊断 43 6 系统应用实例 46 6.1 诊断实例 46 6.2 结果分析 51 7 结 论 53 7.1 总结 53 7.2 展望 54 致 谢 55 参考文献 56 PAGE PAGE 10 1 绪 论 1.1 问题的提出及课题的意义[1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11] 随着国民经济的不断发展，人们生活水平的不断提高，人们对电能的需求越 来越多，为了满足这一需求，电厂中各设备都在迅速地朝着大型化、连续化、精 密化、系统化和自动化的方向发展，从而使电厂中机组的单机容量越来越大，机 组中各部件的联系越来越密切，设备的组成与结构越来越复杂，这虽然一方面满 足了电厂生产的大容量、高效率等客观的要求，但另一方面，一旦某个设备出现 故障，除必须停机检修之外，由此所造成的经济损失和社会影响将比过去小机组 成十倍、甚至百倍的增加，这使得供电可靠性的高要求与不尽人意的设备故障率 之间的矛盾愈加突出。因此，人们对电厂中各设备的工作可靠性、安全性都提出 了极高的要求，而且越来越意识到对电厂中各设备故障的早期诊断和预防等工作 的重要性，电力部门期盼实施状态监测及故障诊断，以便及时发现设备的隐患， 从而事先有所防范。本论文以达竹矿务局石板发电厂为背景，四川达竹集团公司 石板选煤发电厂是一家集选煤、发电、建材生产为一体的综合性企业。现有煤矸 石发电机组 2 台，装机容量为 2×6000KWH，年发电量为 8049 万 KWH，给水泵是 火力发电厂重要的辅助设备之一，它的可靠程度直接影响机组安全运行。为了实 时监测给水泵的运行状况并对给水泵故障做出诊断，以便避免突发性故障和控制 渐发故障的发生，降低设备维修成本，增加设备可利用时间，提高设备的运行效 益，本文作者与该厂技术人员联合开发了该系统。 1.1.1 火电厂给水泵状态监测与故障诊断的必要性 火电厂是主产电能的重要场所，整个设备系统庞大而复杂，许多设备处于高 温高压高转速的工作环境，因此火电厂是一个高故障率和故障危害性大的场所， 任何因故障而酿成的停机事故都会造成重大的经济损失。给水泵是火力发电厂重 要的辅助设备之一，它的可靠程度直接影响机组安全运行。为了保证机组安全满 发，给水泵通常采用一台运行、一台备用的方式运行，当运行泵发生故障时，备 用泵及时投入运行。在以往的计划维修中，给水系统大修通常与机组大修同期进 行。然而，实际生产中，给水系统的正常维修周期很难与发电机组同步，往往主 机尚未到计划的大修周期，给水泵必须进行大修了，由于机组运行的需要，此刻 设备又不能退出运行进行大修，这样运行中有可能发生因给水泵系统设备故障而 造成停机的事故，给水泵及其系统也不得不进行反应性维修。有效的状态监测与 故障诊断可以随时掌握设备技术状况和劣化规律，避免突发性故障和控制渐发故 障的发生，降低设备维修成本，增加设备可利用时间，从而提高设备的运行效益， 并带来良好的经济效益。因此，研究火电厂给水泵状态监测与故障诊