Введение к работе
Актуальность пройдеш. Повышение надежности и эффективности ремонтного обслуживания энергоустановок электростанций на основе функциональной диагностики оборудования является одним из мощных средств.
Диагностика обеспечивает получение новых знаний не только в области управления технологическими процессами и технического обслуживания энергетических объектов/ но и в области прогнозирования и решения многих технико-экономических и других задач.
Ватагой проблемой, которую необходимо решать в процессе диагностирования функционирующих энергоустановок, является задача принятия решений о замене, ремонте и эффективном техническом обслуживании в условиях ограничений, нечеткой и расплывчатой, особенно в переменных релимач, информации и нечетким (также расплывчатым) заданием режимных параметров, часто без учета фактического состояния энергоустановок. Традиционно, в таких условиях, используются алгоритмы, базирующиеся на инженерных и энергетических методах расчета, позволяющих с ограниченной точностью оценивать энергетическую характеристику (ее ргсходно-балансовую часть), даже при невысоком качестве исходных данных.
Однако, в ряде практически ватшых случаев, возникает необходимость оценки состояния энергоустановки по условиям внезапного снижения ее работоспособности и выполнения задаваемой нагрузки, а такяе локализации возникающих неисправностей и своевременного предупреждения отказов. Кроме того, алгоритмы статистического анализа, как правило, используют усредненные данные, что при переменных режимах не позволяет осуществлять моделирование дефектных состояний, снижает достоверность диагйозов и приводит к потере оперативности обработки данных из-за вынужденных остановов.
При моделировании диагностируемых процессов были отмечены различия, вызванные появлением переходных областей классов, которые принадлекат размытым множествам. Если в определенных, четко заданных режимах, классы состояния энергоустановок модно считать дихотомическими, с резко выраженными границами, то в переходных и резкопереход-ных режимах классы состояния следует рассматривать как нечеткие и размытые.
С другой стороны, необходимость оценивания готовности и риска выполнения задаваемого режима, в условиях предельного ресурсного
состояния, ограничений в техническом обслуживании оборудования, замены или восстановленияизношенных узлов и деталей, распознавания предотказовых состояний требует решения на основе новых подходов.
Целью работы является: разработка и применение математических моделей и методов для функциональной диагностики турбинно-генератор-ного оборудования и реализация их в диагностическом комплексе на ТЭС,
Методы исследования. Работа выполнена на основе методологии системного анализа и использования теорий: автоматического управления, исследованяя операций, распознавания образов, вероятностей и математической статистики , а также методов моделирования, оптимизации, принятия решений, нечетких множеств, разнообразных численных методов и машинного моделирования. Применены также традиционные методы энергетического баланса, термодинамические методы анализа и инженерные методы расчетов для элементов схемы энергоустановок.
Научная новизна работы определяется следующими результатами:
теоретически обоснованы и исследованы алгоритмы и методы принятия решений, построенные на нечетких множествах и лингвистических переменных, для функциональной диагностики энергоустановок;
разработана методика и алгоритм анализа и диагностики состояния энергоустановки и предложены нечеткие нелинейные модели диагностики и управления процессом разрежения в конденсаторе турбоустановки;
разработана методика и алгоритм выбора 'диагностических признаков и распознавания состояния энергоустановки по "похожести" в признаковом пространстве состояний энергоустановки;
. - разработан вариант выбора Практических рекомендаций по устранению дефектов в работе низкопотенциального комплекса энергоустановок тепловой электростанции;
- разработана методика формализации диагностических оценок экс
плуатационного состояния оборудования и перевода их в превентивные
управляющие воздействия в ваде функций риска..
На аациту выносятся: 1. Алгоритми моделирования принятия решений на основе нечетких множеств, применительно к энергоустановка».! тепловых электростанций.
-
Авторская методика анализа и диагностики управления процессом разрежения в конденсаторе турбоустановок с использованием экспертной системы.
-
Алгоритм выбора диагностических признаков и распознавание состояния энергоустановки по набору этих признаков с помощью похожести.
-
Методика формализации диагностических оценок состояния и перевода их в превентивные управляющие воздействия в виде функций риска.
-
Концепция и структура диагностического комплекса SKA1S для функциональней диагностики турбогенераторного оборудования ТЭС.
Практическая ценность. Проведенные натурные исследования, полученные научные результаты и алгоритмы позволяют организовать функциональное диагностирование энергоустановок электростанций, способствующее созданию более обоснованной и эффективной стратегии технического оборудования. В совокупности с улучшением эксплуатации оборудования, предлагаемые алгоритмы способны функционировать в условиях минимальной априорной информации, позволят увеличить продолжительность работы оборудования.
Реализация результатов. Материалы диссертации получены при выполнении 4-х хоздоговорных НИР, с использованием разработанного программного обеспечения комплекса 5KAIS.
Программное обеспечение диагностического комплекса SKAIS, его алгоритмы и программы используются в центральном конструкторском бюро Гдавзнергоремонта, в Новосибирском отделении института Тепяоэ-лектропроект, на Новосибирской ТЭЦ-4 и Красноярской ТЗЦ-2. Материалы выполненных исследований используются в учебном процессе кафедр "Тепловые электрические станции" КГТУ и Петербургского энергетического института повышения квалификации руководят» работников (Новосибирский филиал)-. Использование результатов работы при реиении практических задач диагностики энергоустановок подтверждено тремя актами внедрения.
Апробация работы. Основные положения и отдельные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на чаучно-техни-ческом совещании "Оптшиэашш систем технического водоснабжения ТЭС и АЭС" (г. Зеленодольск, Криворожская ГРЭС-2, 1981г.), на Всесоюзном научно-техническом совещании "Состояние и пути развития средств технической диагностики тепломеханического оборудования" (г.Моск-ва,ВШЖ.1982г.), на Всесоюзном научно-техническом совещании "Опыт разработки, внедрения и эксплуатации АСУ ТП на ТЭЦ" (г.Минск, Зап.ВТК, 1991г.), на научно-технической конференции "Региональные проблемы энергетики Поволжья" (г.Саратов, СПИ, 1992г.), на 2-й и 3-й Международных научно-технических конференциях "Актуальные проблемы электронного приборостроения АЛЭП-94 и АПЭП-96" (г.Новосибирск, НГТУ,1994,1996гг.), на межвузовском научном семинаре по проблемам теплоэнергетики (г.Еалаково,1994г.).
- Б -
Диссертация содержит 285 страниц машинописного текста, включая 62 рисунка и 7 таблиц (8 страниц). Работа состоит из введения, иести глав, заключения, списка литературы из 212 наименований (на 20 страницах) и приложения (на 92 страницах).