柴油机连杆大头轴瓦磨损故障温度监测部位优化仿真研究

基于无源无线温度测量的监测方法,针对连杆大头轴瓦磨损故障温度监测部位的优化问题,建立了连杆大头轴瓦弹流润滑仿真模型,探究不同磨损程度下轴瓦接触力的变化规律和温度显著变化区域的分布情况.仿真计算结果给出了温度监测的理论优化部位,并与工程案例的实际情况相比较,结果一致.研究成果可为基于温度测量的连杆大头轴瓦磨损故障监测与诊...     

一种应急柴油机启动性能监测评估方法

应急柴油机是核电站最后一道安全屏障,核安全准则要求其在紧急情况下,能够在10 s内启动达到额定转速(如1 500 r/min)并具备加载条件,因此其启动性能尤为重要。启动过程中,高压空气的做功能力是启动成功的关键要素。旨在研究一种基于振动监测的高压(国内机组一般为40 bar·g)空气做功能力分析方法,进而评估启动性能。获得的大量监测数据表明:高压空气快速充入气缸会产生高频(约11 kHz)的气流激振冲击,且该冲击相位会随着转速升高而不断后移。首先结合Teager能量算子和一种自适应阈值冲击定位方法自动捕捉启动阶段每一周期各缸的高压气体冲击区域,然后提取局部冲击包络能量用于表征高压空气的做功能力,最后采用灰色评价法进行综合评估。实际测试结果验证了此方法的有效性,具有推广应用的价值。     

基于Teager算子的内燃机气门间隙异常故障诊断方法

为了探究气门间隙异常故障的诊断方法,分别通过仿真模拟与实验探究,运用ADAMS软件对配气系统核心部件进行建模,对不同气门间隙下部件的动力学行为进行模拟,探究故障机理和故障敏感特征。基于Teager能量算子,探究实际机组振动信号中气门间隙异常故障敏感特征的精确提取方法。在一台TBD234柴油机中模拟该故障,采集缸盖振动信号。结果表明,随间隙增大开启冲击相位推迟、关闭相位提前,峰值能量增大,验证了故障特征的敏感性和故障诊断方法的有效性。     

基于云重心评判的应急柴油机启动状态评估方法

应急柴油机(EDG)是保证核电厂安全可靠运行的一级安全设备,其应急启动成功率是衡量核电站安全等级的关键指标之一,因此对EDG启动过程进行有效监测评估具有重要价值.本文利用在线监测系统采集EDG启动过程数据,考虑瞬变启动数据的不确定性,提出了一种基于云重心模型的EDG启动状态评估方法.首先,充分结合EDG快速启动特点,选...     

基于振动监测的应急柴油机启动性能分析方法

提出了一种基于振动监测的应急柴油机启动性能分析方法,弥补当前仅基于热工参数进行分析的不足。基于键相和瞬时转速实现振动信号的准确整周期角域转化。提出了一种光滑程度可调的瞬态振动信号包络线提取方法,在应急柴油机启动过程的连续工作周期中,获得能够表征点火燃烧状态、高压启动空气冲气工作状态的特征参数,为分析机组启动特性与工作状态打下基础,并采用灰色评价法对单次启动中单缸做功能力进行了监测评估。核电现场实际测试结果验证了该方法对应急柴油机启动性能分析的有效性及推广应用的实用价值。     

基于VMD和SVD的柴油机气门间隙异常特征提取研究

为有效地从柴油机缸盖表面振动信号中提取气门间隙故障特征,提出一种基于变分模态分解(VMD)和奇异值分解(SVD)的特征提取新方法。采用VMD算法对缸盖振动信号进行分解,利用所得的模态分量构建特征矩阵;接着应用SVD理论将特征矩阵转变为表征频率特性的奇异值序列,探讨了稳定工况下的奇异值序列与不同气门间隙状态之间的关系;由于转速、负荷等工况的改变对信号特征层的影响与故障所引起的信号特征的改变可能非常相似,因此将奇异值序列作为特征参数,输入到随机森林分类器中,构建分类模型,对柴油机变工况下的气门间隙故障进行诊断。实验结果表明:该方法能有效识别气门间隙故障,突出故障敏感特征;与传统基于Hankel矩阵和小波包系数矩阵的SVD特征提取方法相比,该方法所提特征参数在柴油机变工况条件下具有更高的识别率。     

形貌效应对渣油加氢反应Ni-Mo/Al2O3催化剂预硫化动力学影响

为了探究催化剂的形貌效应对渣油加氢催化剂预硫化反应中金属活性组分MoO₃转化的影响规律,采用粒子模型对Ni-Mo/Al₂O₃催化剂进行了颗粒宏观动力学建模与求解,并利用程序升温硫化(TPS)实验对建立的模型进行了验证。首先,建立了MoO₃粒子的产物层扩散系数与其转化率之间的函数,发现MoO₃粒子的产物层扩散系数随着其转化率的提高快速下降,表明预硫化反应由初期的化学反应控制转为中后期的扩散控制。随后,考察了催化剂形貌对MoO₃粒子的反应速率和转化率的影响。结果表明,与圆柱形催化剂相比,微球形催化剂具有较大的孔隙率和较小的颗粒尺寸,因而具有更高的MoO₃硫化初始反应速率以及总体转化率,在微球形催化剂上更易形成MoS₂物种。     

催化剂形貌对沸腾床渣油加氢Ni-Mo/Al2O3催化剂活性位的影响机制

随着原油供应趋于劣质化和严格的环保法规出台,沸腾床渣油加氢技术引起了广泛关注。采用挤压成型法和STRONG沸腾床的特殊成型法分别制备了圆柱形和球形Ni-Mo/Al₂O₃催化剂,系统地研究了催化剂的颗粒形貌对活性相和渣油加氢性能的影响。采用XRD、N₂物理吸脱附、H₂-TPR、HRTEM、XPS和电子微探针分析等手段对催化剂进行了表征。结果表明,球形催化剂具有活性更强的Type Ⅱ类型活性位点、更优异的孔道结构性质和更好的流化性能,这使得其具有更高的渣油加氢活性。球形催化剂中的金属和载体之间相互作用较弱,这有利于形成更高硫化程度和堆垛层数的Ni-Mo-S Ⅱ型活性相,这种活性相在渣油加氢中具有更高的活性。此外,球形催化剂具有比圆柱形催化剂更大的孔径和孔体积,这有利于大分子杂质在孔道中的扩散和活性位点上的吸附,并且使得金属沉积物均匀分布在球形催化剂中,而不是集中分布在孔口。而且球形催化剂尺寸更小,可能更易于流化,这增强了催化剂的传质性能。     

基于和声搜索优化栈式自编码器的柴油发动机故障诊断

针对机械故障诊断中专业知识的不足会影响手工特征提取效果的问题,提出了应用栈式自编码器(Stacked autoencoder,SAE)直接从复杂的原始信号中逐层提取深度特征。通过逐层预训练、微调等操作来训练栈式自编码器的提取特征能力,并通过在网络中的每一个隐含层前引入Dropout正则化层、批规范层来防止过拟合,加速收敛。针对SAE网络中的超参数取值问题,首先通过一系列对照试验得到各超参数合适的取值范围,然后在该范围内进一步提出了使用和声搜索算法(Harmony search,HS)优化超参数,达到自适应调整网络结构,提高特征提取能力的效果。试验结果表明,当使用包含七种气门健康状态的柴油机振动数据测试时,所提出的HS-SAE方法的故障分类精度优于SAE和多种传统故障诊断算法。     

基于能量算子梯度邻域特征提取的核电应急柴油发电机组故障诊断方法

气门间隙故障作为应急柴油发电机组（EDG）的典型故障,容易导致性能下降、机械故障等,传统人工拆盖检查气门间隙的方式费时费力。利用Teager能量算子的瞬态振动识别能力,结合振动冲击能量变化规律,提出了一种基于能量算子梯度邻域的振动冲击始点自适应精确提取的EDG气门间隙故障在线诊断方法,该方法的故障识别参考阈值为EDG设计参数。在一台12缸V型柴油机上进行实验验证,结果表明该方法能够有效诊断气门故障,同时具备追踪气门间隙的能力。研究成果为EDG在线监测诊断提供了新途径。