本文關(guān)鍵詞：燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)過(guò)程故障診斷

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【摘要】：目前,燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)備在航空、航海、工業(yè)等領(lǐng)域具有越來(lái)越廣的應(yīng)用。燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電也已成為電力發(fā)展的重要趨勢(shì)。燃?xì)廨啓C(jī)工作在高溫高壓高轉(zhuǎn)速的環(huán)境下,容易發(fā)生故障。而對(duì)于轉(zhuǎn)速和溫度都在大范圍變化的啟動(dòng)過(guò)程來(lái)說(shuō),故障更易發(fā)生。目前,對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行故障診斷已經(jīng)成為保證燃?xì)廨啓C(jī)安全運(yùn)行的重要手段。若能對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的啟動(dòng)過(guò)程進(jìn)行故障診斷,就能對(duì)燃機(jī)安全啟動(dòng)產(chǎn)生保障。對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的診斷需要建立在大量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,然而對(duì)于啟動(dòng)過(guò)程來(lái)說(shuō),能獲得的故障數(shù)據(jù)量少,而且比較單一。若能用數(shù)學(xué)模型仿真的方法獲取故障數(shù)據(jù),就能獲得大量故障樣本,對(duì)故障診斷算法進(jìn)行更深入的研究。本文在研究啟動(dòng)過(guò)程物理規(guī)律的基礎(chǔ)上,建立了可以仿真燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)過(guò)程的全工況模型,并在模型內(nèi)部設(shè)置故障,仿真了啟動(dòng)過(guò)程可能發(fā)生的熱懸掛、喘振和點(diǎn)火失敗故障,對(duì)啟動(dòng)過(guò)程典型故障從機(jī)理上進(jìn)行了深入的研究。設(shè)定不同的故障程度并選取了喘振裕度、系統(tǒng)轉(zhuǎn)速、加速度、啟動(dòng)時(shí)間和燃料空氣比這幾個(gè)故障指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算,獲知了故障程度對(duì)啟動(dòng)過(guò)的程影響趨勢(shì)。隨后在上述研究的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了基于序列片段提取的故障診斷工作,證明了該算法的有效性。最后,對(duì)于啟動(dòng)過(guò)程可能發(fā)生的一類故障——熱懸掛故障,進(jìn)行了控制策略設(shè)計(jì)。仿真結(jié)果表明,設(shè)計(jì)的三種控制算法均能有效避免熱懸掛故障的發(fā)生。
【關(guān)鍵詞】：燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)過(guò)程 建模仿真 故障診斷
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK478
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題背景及意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 燃?xì)廨啓C(jī)故障診斷研究現(xiàn)狀10
• 1.2.2 燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)過(guò)程建模研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.3 燃機(jī)啟動(dòng)過(guò)程故障診斷研究現(xiàn)狀13
• 1.2.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀簡(jiǎn)析13-14
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 第2章 燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)過(guò)程建模仿真16-55
• 2.1 引言16
• 2.2 燃?xì)廨啓C(jī)全工況模型建模存在的問(wèn)題16-23
• 2.2.1 燃?xì)廨啓C(jī)模型介紹16-22
• 2.2.2 全工況建模存在的問(wèn)題22-23
• 2.2.3 本文主要解決的建模問(wèn)題23
• 2.3 燃?xì)廨啓C(jī)低轉(zhuǎn)速特性建模23-35
• 2.3.1 考慮IGV影響的壓氣機(jī)低轉(zhuǎn)速建模23-32
• 2.3.2 考慮膨脹比分配規(guī)律的透平低轉(zhuǎn)速建模32-34
• 2.3.3 起動(dòng)機(jī)及負(fù)載模塊建模34-35
• 2.4 燃?xì)廨啓C(jī)模型各穩(wěn)態(tài)工況仿真35-39
• 2.4.1 設(shè)計(jì)工況仿真35-37
• 2.4.2 額定空載工況仿真37
• 2.4.3 低轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)仿真37-38
• 2.4.4 加載過(guò)程變負(fù)荷工況仿真38-39
• 2.5 燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)過(guò)程仿真39-50
• 2.5.1 啟動(dòng)過(guò)程簡(jiǎn)介39-41
• 2.5.2 啟動(dòng)過(guò)程主要參數(shù)設(shè)定41-45
• 2.5.3 啟動(dòng)過(guò)程仿真及結(jié)果分析45-50
• 2.6 加載及停機(jī)過(guò)程仿真50-52
• 2.6.1 加載過(guò)程50-51
• 2.6.2 停機(jī)過(guò)程51-52
• 2.7 模型的實(shí)際數(shù)據(jù)校驗(yàn)52-54
• 2.8 本章小結(jié)54-55
• 第3章 燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)過(guò)程故障仿真55-73
• 3.1 引言55
• 3.2 啟動(dòng)過(guò)程典型故障簡(jiǎn)介及特征分析55-58
• 3.2.1 熱懸掛故障56-57
• 3.2.2 喘振故障57
• 3.2.3 點(diǎn)火失敗57-58
• 3.3 熱懸掛故障仿真58-69
• 3.3.1 壓氣機(jī)效率降低58-61
• 3.3.2 IGV控制規(guī)律不當(dāng)61-63
• 3.3.3 燃料熱值變化63-69
• 3.4 喘振故障仿真69-70
• 3.5 點(diǎn)火失敗故障仿真70-72
• 3.6 本章小結(jié)72-73
• 第4章 燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)故障特征提取及診斷73-92
• 4.1 引言73
• 4.2 啟動(dòng)過(guò)程典型故障特征選取73-75
• 4.2.1 喘振裕度73-74
• 4.2.2 機(jī)組速度、加速度及啟動(dòng)時(shí)間74
• 4.2.3 燃料空氣比74-75
• 4.3 啟動(dòng)過(guò)程典型故障特征分析結(jié)果75-82
• 4.3.1 壓氣機(jī)效率下降75-76
• 4.3.2 IGV控制不當(dāng)76-78
• 4.3.3 燃料熱值波動(dòng)78-81
• 4.3.4 透平阻力增加81-82
• 4.4 燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)過(guò)程故障診斷82-91
• 4.4.1 故障診斷樣本選取83-86
• 4.4.2 啟動(dòng)過(guò)程特征參數(shù)選取86-88
• 4.4.3 基于序列整體的啟動(dòng)過(guò)程故障診斷88-89
• 4.4.4 基于序列片段提取的啟動(dòng)過(guò)程故障診斷89-91
• 4.4.5 故障診斷結(jié)果分析91
• 4.5 本章小結(jié)91-92
• 第5章 燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)過(guò)程控制92-110
• 5.1 引言92
• 5.2 參數(shù)選取及分析92-95
• 5.3 基于燃料流量的控制對(duì)策95-100
• 5.3.1 控制原理簡(jiǎn)介及方案設(shè)計(jì)95-96
• 5.3.2 仿真結(jié)果分析96-97
• 5.3.3 最佳燃料流量計(jì)算97-100
• 5.4 基于起動(dòng)機(jī)輸出功率的控制對(duì)策100-105
• 5.4.1 控制原理簡(jiǎn)介及方案設(shè)計(jì)100
• 5.4.2 仿真結(jié)果分析100-101
• 5.4.3 最佳起動(dòng)機(jī)功率計(jì)算101-105
• 5.5 基于脫扣時(shí)間的控制對(duì)策105-109
• 5.5.1 控制原理簡(jiǎn)介及方案設(shè)計(jì)105
• 5.5.2 仿真結(jié)果分析105-107
• 5.5.3 最佳脫扣時(shí)間計(jì)算107-109
• 5.6 本章小結(jié)109-110
• 結(jié)論110-112
• 參考文獻(xiàn)112-115
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果115-117
• 致謝117

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本文編號(hào)：1095086