26103

تشخيص عيب مبتني بر مدل توربين گازي تك محوره در حالت گذرا و ماندگار

كارشناسي ارشد

مهندسي برق كنترل

1398-99

1400/11/12

دكتر جواد پشتان

مهندسي برق

تشخيص عيب توربين گازي مبتني بر رويكرد هاي متعددي است . در اين پايان نامه روشي براي عيب يابي توربين گازي وظيفه - سنگين تك محوره مبتني بر مدل معرفي مي شود . در اين روش پيشنهادي علاوه بر اندازه گيري هاي حالت ماندگار كه اطلاعات مفيدي را براي عيب يابي فراهم مي نمايند ، از رفتار حالت گذرا ي توربين گازي نيز براي تشخيص عيب استفاده مي شود زيرا برخي از اين سيستم ها بيشتر زمان عمليات خود را در حالت گذرا به سر مي برند و اندازه گيري دقيق حالت ماندگار براي اين دسته از سيستم ها كار پيچيده اي مي باشد. به علاوه با توجه به برخي از مشكلات از قبيل مقاوم نبودن نسبت به نويز و اغتشاش و محدوديت در انتخاب آستانه ي تشخيص عيب كه در عيب يابي با استفاده از مانده ي ساده - تفاوت مقدار اندازه گيري شده ي يك متغير در سيستم واقعي و مقدار بدست آمده آن از مدل سيستم سالم – وجود دارد، در اين پايان نامه براي رفع اين مشكل ها و تقويت نتايج از مانده ي تجميعي استفاده مي شود و از طريق شبيه سازي در محيط سيمولينك نشان داده مي شود كه اين روش نتايج بسيار بهتري را به بار مي آورد . فرايند شبيه سازي در اين پايان نامه براي تشخيص چهار عيب توربين گازي شامل عيب هاي آلودگي پره كمپرسور، نشت بندي توربين ، عملگر تزريق سوخت و سنسور ترموكوپل انجام مي شود. با بررسي نتايج شبيه سازي مشخص مي شود كه به كار گيري مانده تجميعي نه تنها سبب برطرف شدن معايب مانده ي ساده براي تشخيص عيب از قبيل اندازه كوچك ، رفتار شبيه به نويز در حالت گذرا و محدوديت در انتخاب آستانه مي شود بلكه استفاده از مانده تجميعي نتايجي از قبيل كاهش زمان تشخيص عيب و قابليت استفاده براي تشخيص عيوب با اندازه كوچك را نيز به همراه دارد . كلمات كليدي : توربين گازي ، تشخيص عيب مبتني بر مدل ، مانده ي تجميعي ، مانده ي ساده ، حالت گذرا ، حالت ماندگار

1400/12/01

Model-based Fault detection of Single-Shaft Gas Turbine in Steady-State and Transient Behaviors

2/1/2023 12:00:00 AM

Fault detection of gas turbines is based on several approaches. This paper proposes a method of fault detection for a single-shaft heavy-duty gas turbine by model-based approach. In this method, both steady and transient states of a gas turbine are used. In addition, due to some problems such as non-resistance to noise and limitation in selection of threshold value that exist in fault detection using a simple residual - the difference between the measured value of a variable in the real system and the value obtained from the system model - in this paper, to solve these problems and improve the results, the cumulative residual is used and through simulation by Simulink, it is shown that this method can provide much better results. The simulation process in this paper is performed to detect four faults of a gas turbine including compressor blade pollution, turbine seal damage, fuel injection actuator friction wear and thermocouple sensor malfunction. According to the simulation results, it is found that the use of cumulative residual not only resolves the weaknesses of simple residuals for fault detection such as small size, transient noise-like behavior and limitation in threshold selection, but also results in reduced fault detection time and usability for detecting small-size faults. Keywords: Gas turbine, model-based fault detection, cumulative residual, simple residual, transient-state, steady-state.

توربين گازي , تشخيص عيب مبتني بر مدل , مانده ي تجميعي , مانده ي ساده , حالت گذرا , حالت ماندگار

Gas turbine , model-based fault detection , cumulative residual , simple residual , transient-state , steady-state

اميررضا مرزبند

اميررضا مرزبند