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《上海电力学院》 2018年
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核电站重要旋转设备状态和性能诊断预警系统的研究

冯裕卿  
【摘要】:核电站运行的首要目标是安全运行,包括主泵、汽轮机等设备在内的旋转设备是核电站安全运行中至关重要的一环,而汽轮机是核电站最重要的旋转设备。汽轮机的机械故障多数都是由微小故障逐渐演变而来的。因此,对核电站汽轮机的状态和性能进行实时监测诊断,并对汽轮机设备状态的演变趋势下导致的故障和设备失效进行预测是非常必要的,这对于核电站的安全稳定运行具有重要的作用和指导意义。本文以核电站汽轮机为研究对象,分别从基于机理的汽轮机故障建模的研究、旋转机械预警状态和性能的研究以及旋转机械预警系统的研究这三个方向进行深入研究,建立核电站重要旋转设备状态和性能诊断预警系统,以达到对设备的故障发生和设备失效的诊断预警的目的,从而提高核电站旋转机械设备运行的安全性。首先,本文基于汽轮机的机械工作机理和故障机理,结合汽轮机实际工作参数,建立了多种汽轮机轴承-转子系统机械故障模型,并对所建立模型的正确性进行验证。通过调节故障模型参数,来获取汽轮机各种运行状态下的振动数据,用于支持下文对汽轮机预警状态和性能的研究以及对汽轮机预警系统的研究。其次,对核电站汽轮机的预警状态和性能进行研究。从时域、频域、时频域三个方面对设备振动数据进行特征参数提取的研究,以获得包括振幅、振动峰峰值、均方根值、轴心轨迹、幅频特性、相频特性、小波包分解能量在内的多种特征参数。通过提取的特征参数来对旋转机械的状态进行较为全面的反映;并以此为基础来完成状态预警诊断置信规则库构建的研究。利用置信规则库来对旋转机械的状态和性能进行诊断和评价。最后,对旋转机械预警系统进行研究。提出了一种改进型的灰色预测方法来分别对具有不平衡故障和不对中故障的汽轮机时域、频域、时频域特征参数的演变趋势进行预测,并对预测结果和设备失效进行分析。结果表明,本文所研究的核电站重要旋转设备状态和性能诊断预警系统能够实时地对设备的状态进行监测和诊断,对设备运行状态的发展趋势进行较为准确的预测,并达到对设备故障的早期预警的目的。
【学位授予单位】:上海电力学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TM623.4

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