Разработка и реализация элементов диагностического модуля для мониторинга состояния конденсационной установки паровой турбины

• Автор: Хает, Станислав Иосифович
• Шифр специальности: 05.04.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 147 с. : ил.

1. Состояние вопроса
1.1. Анализ повреждаемости конденсационных установок
1.2. Основные факторы, определяющие эффективность работы конденсационной установки паровой турбины
1.3. Анализ методик теплового расчета с точки зрения их пригодности к диагностированию конденсаторов
1.4. Системы технической диагностики конденсационных установок паровых турбин
1.5. Экспертные системы для диагностики технического оборудования
1.6. Выводы
2. Разработка основных положений диагностики и мониторинга состояния конденсационной установки паровой турбины. Постановка задач исследования
3. Разработка концепции построения экспертной системы мониторинга состояния конденсационной установки паровой турбины
3.1. Методика структурного анализа, принятая для построения и реализации экспертной системы
3.2. Разработка алгоритма построения и реализации экспертной системы
3.3. Разработка структурных элементов экспертной системы мониторинга конденсационной установки паровой турбины
3.3.1. База знаний (гипотезы неисправностей)
3.3.2. База данных (свидетельства неисправностей)
3.3.3. Таблица вероятностей (диагностическая таблица)
3.4. Выводы
4. Разработка методики учета раздельного влияния присосов воздуха и загрязнения поверхности теплообмена на величину давления пара в конденсаторе
5. Экспериментальное исследование термических методов очистки трубок конденсаторов паровых турбин, работающих в различных условиях эксплуатации
5.1. Выбор и обоснование методики проведения исследования
5.2. Описание экспериментальной установки
5.3. Методика проведения исследования. Оценка погрешности измерений
5.4. Результаты исследования термической очистки трубок конденсаторов паровых турбин
5.5. Выводы
6. Апробация и реализация диагностического модуля системы мониторинга состояния конденсационной установки паровой турбины
6.1. Уточнение и апробация методики учета раздельного влияния на давление пара в конденсаторе величин присосов воздуха и загрязнений трубок
6.2. Структура диагностического модуля конденсационной установки
6.3. Особенности работы турбин Ново-Свердловской ТЭЦ
6.4. Разработка нормативных характеристик для конденсаторов Ново-Свердловской ТЭЦ
6.5. Описание элементов диагностического модуля конденсационной установки паровой турбины Ново-Свердловской ТЭЦ
6.6. Выводы
Заключение
Список литературы

Оценка состояния оборудования паротурбинной установки (ПТУ) ТЭС является одной из актуальнейших эксплуатационных задач. Важность этой задачи определяется износом (физическим старением) значительной части (около 60%) парка ПТУ, которые уже выработали свой расчетный ресурс
[1,2]. В этих условиях для обеспечения своевременного обслуживания и ремонта оборудования ПТУ необходимы системы мониторинга и диагностики, что, в конечном счете, позволит перейти к ремонту оборудования «по состоянию» [2-9].
Все сказанное в полной мере относится и к конденсационным установкам паровых турбин [6,10-12].
Конденсационная установка (КУ) является важнейшим элементом ПТУ. Известно, что для большинства турбин средних параметров изменение давления в конденсаторе на ±1 кПа приводит к изменению мощности турбины примерно на +1 %. Нарушения в работе КУ могут приводить как к снижению экономичности, так и к внезапным (аварийным) остановам ПТУ в целом.
Обобщение данных [11,15-22] показало, что доля отказов конденсационной установки (КУ) в общем количестве отказов ПТУ составляет до 15 %. При этом потери топлива из-за ухудшенного вакуума достигают 28 % от общих потерь топлива из-за отклонения показателей ПТУ от нормативных [И].
Необходимо подчеркнуть, что наиболее целесообразна и эффективна разработка систем диагностики оборудования ПТУ на этапе ее проектирования. Это определяется возможностью более полной реализации системы за счет расширенной схемы измерений параметров и введения расчетных и управляющих диагностических процедур в штатную АСУ ТП. Это положение не отрицает необходимости развивать и внедрять на ТЭС системы диагностики на работающем энергетическом оборудовании, что связано с изменяющимися условиями и режимами работы оборудования (физический износ оборудования, неравномерный график нагрузок и др.).
Конденсационная установка включает в себя различное оборудование и системы (воздухоудаления, циркуляционного водоснабжения и т.д.), анализ совместной работы которых и поиск неисправностей представляет собой очень непростую задачу. Более того, сложность процессов, происходящих в конденсационной установке, обусловлена совокупным влиянием большого количества факторов, определяющих эффективность ее работы. Анализ известных методик теплового расчета конденсаторов [15,20-28] показал, что ряд факторов в них не учитывается или учесть влияние этих факторов на тепловую эффективность КУ в процессе эксплуатации крайне затруднительно. Все это требует уточнения известных методик, а в ряде случаев и новых разработок.

Рис. 3.4. Декомпозиция. Реализация ЭС КУ паровой турбины.
На рис. 3.5....3.8. (диаграммы А1,А2, АЗ, А4) представлены следующие уровни декомпозиции диаграммы "АО". Диаграмма "А1" (рис. 3.5) описывает последовательность разработки базы знаний (гипотез неисправностей). Для этого необходимо проанализировать специализированную литературу, составить список гипотез неисправностей, провести экспертизу полученных гипотез и окончательно сформировать базу знаний. При этом исходной информацией для разработчика также являются знания экспертов в данной предметной области.
Диаграмма А2 (рис. 3.6) описывает последовательность формирования базы данных (свидетельств неисправностей). Для этого анализируются имеющиеся схемы измерения параметров теплоносителей и показатели работы диагностируемого оборудования. Оцениваются фактические и нормативные показатели работы оборудования, на основании чего формулируется список свидетельств неисправностей. Свидетельства подвергаются экспертному анализу, после чего формируется база свидетельств неисправностей.