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摘 要：三维立体成像技术与汽轮机控制的结合则可以将汽轮机本体虚拟模型化，将汽轮机运行参数在模型上动态模拟，整体的模拟汽轮机的运行，构建一个集数据分析，动态演练，提前预警，可视化操作于一体的软件平台，则成为了提高检修效率，提升检修质量的重要一环，这样既可以减轻工作人员的劳动强度，又可以为企业节约检修时间周期和经济成本，提高企业的经济效益。
关键词：汽轮机控制；三维立体成像；动态模拟；事故预警
中图分类号：TP306
随着计算机科学技术的发展，其在工业生产和日常生活中的作用也日益凸显，在汽轮机控制中，以计算机为控制单元，以组态为控制核心的DCS新型控制模式替代了以继电器为核心的控制方式，大大的提高了生产效率，但是计算机技术在电力生产上，尤其是在汽轮机控制上起到的作用却还是很小，更多的是依靠就地的数据采集，计算机组态逻辑运算，继电器输出，到就地设备执行的传统控制模式，此种控制模式广泛应用于我国火电行业的5万，10万的小型机组，以及30万，60万的机组，再到现在代表全国火力火电行业领先水平的100万机组。现在随着我国火电行业的发展，装机容量的增大，其控制要求更加的精细，问题的分析和解决要求更加快捷高效，这种传统的分析模式的弊端就逐渐的凸显出来了，其最大的弊端就在于出现问题时，故障分析，事故处理的周期长，效率低，故障点定位不精准等，而如果将三维立体成像技术和汽轮机控制相结合，则可以有效的避免这种短板，大大的缩短检修周期，提高检修效率，降低设备检修人员的劳动强度，提高企业的经济效益。
三维立体成像技术在汽轮机控制中的应用探讨：在国电汉川电厂今年的一次A级检修，两次B级检修中，两台30万装机容量的机组，均因为冲转过程中轴承振动过大，不能在设定的临界区转速下冲过临界区而不得不手动打闸，前前后后经历了十一天的时间，经历了分析，揭缸，配重，扣缸，冲转，再分析等这样的一个轮回十几次，耗费了大量的人力，物力和财力，虽然最终解决了检修后开机冲转振动大的问题，但是却因为延误了将近半个月的开机时间，给我厂带来了巨大的经济损失。
那么三维立体成像技术在汽轮机控制里是否具备可操作性呢？
首先，我们来看看目前此领域的发展，就我厂而已，已经有了一套专门的“专家系统”，集数据采集，数据分析，趋势图绘制于一体，为机组运行过程进行了数字化的模拟，但这仍然是二维的数据，运行人员和热工人员只能根据这些参数，再结合自己的分析，去猜想汽轮机内部运行情况，做出可能性分析方案，然后予以实施，从而去解决出现的故障。这种方法有很强的局限性，对于熟悉的机组，检修人员可以根据自己的经验及以前的可参比性，也能够提供解决问题的较优方案。但是，如果面对一个全新的机组，检修人员就会显得束手束脚，不易拿出较好的解决方案，延误了设备的检修时间，从而降低了维护效率，增加了维护成本。
其次，利用三维立体成像技术与汽轮机控制相结合，则能够很好地解决此类弊端。我们可以首先建造一个三维线条化的汽轮机模型，这样就能够实现汽轮机“透明”，内部“可视化”的效果。将汽轮机内部结构按系统和部件归类，比如汽轮机动叶叶片，汽轮机油档，转子，轴封等。当选择相关部件时，该部件以及所属系统内的其他部件实体化，其余部分依旧线条化，这样则可以实现以后数据异常时，故障点的精确定位。当三维线条化的汽轮机模型建立后，将DEH，TSI等控制系统采集到的汽轮机相关运行的实时参数，输入到三维立体模型中，并在模型中对于实时参数进行实时动态模拟。这样，就能够将汽轮机当前运行的状态进行一个可视化的模拟，让检修和热工人员能够直观明了的了解当前汽轮机的运行状态以及汽轮机内部的运行工况，为其全面的了解机组运行提供了保障，也可帮助设备检修人员设计最优检修方案，从而大大缩短设备的检修时间。
第三，就以我厂检修后机组冲转过临界时振动大为例来说，如果依旧是按照以往的检查运行参数，给出一个配重方案，然后揭缸，配重，扣缸，再冲转试验这种模式，则每一次配重方案的实施和试验几乎需要两天左右的检修时间，而且一次成功解决问题的可能性很小，往往是多次调整配重方案后才能解决。而如果将上述三维立体成像技术与汽轮机控制结合的软件加入一个测试端口，将振动大而被迫打闸时的运行参数输入后，进行打闸前运行工况的动态模拟和锁定，让其一直保持打闸前的运行状态，然后把配重方案输入后进行参数修正，并再次模拟一个新的按照配重方案修改后的运行工况，如果模拟后的新工况满足条件，则直接按照此配重方案进行配重，若新的工况依然不满足条件，则可以和原锁定中的运行工况进行对比，即可发现合理有效的配重修改方向，并对于配重的位置，配重块的数量等均可有个直观的了解，这样，提高了每个配重方案试验的效率，缩短了试验周期，确保了一次揭缸，至多两次配重即可实现预期目的，由计算机模拟代替实际拆装冲转试验，缩短了检修周期，降低了试验成本，也提高了检修效率。不仅仅是振动，包括气温，缸温，水温，氢温，油温，转速，差涨等等参数均可以进行动态模拟，为故障分析提供帮助。
第四，为了实现上述设想，则需要解决几个问题：（1）三维虚拟动态模型的构建；（2）整个软件平台的搭建；（3）采集到的运行参数如何表现到虚拟模型上，实现动态模拟。第一个问题好解决，现在的CAD、3DMAX、CREATOR等软件均可实现。第二个问题，在三维模型建立后，其本身需要一个软件平台来实现，基于功能需要，我觉得还是用C++基于模块化的编程语言来搭建软件平台较好，以每个功能为一个程序模块，只要留足够的端口，即可实现功能的扩展。难点在于第三个问题上面，不论是转速也好，振动也好，在数据异常导致设备故障时，这个过程都是一个变化的，尤其是温度，排除采集元件本身出现问题以外，几乎都是渐变量，那么我们只要把握住了温度变化随着阀门开度，进气流量，汽机转速等相关影响因素之间的关系以及相关权重，则可以找到较为符合其运行规律的经验公式，也就是计算机编程所需要的算法，找到了算法，则可以将其数据趋势化，根据变化趋势，则可对未来的情形进行预测，有效的避免风险。
就以振动这个被测量来看，影响振动大小的因素有很多：晃度、所带负荷、轴承自激振动、汽流激振、轴承偏斜等因素。而每个影响因素对于不同的瓦来说，其影响的权重是不同的，而具体到每个瓦的振动时，每个因素之间对于振动大小的影响度则需要大量的经验数据和现场的实际数据进行建模比对了，这是未来工作中的一大块。该套技术在前期主要的工作就是进行数据采集，分析，建立数学模型，归建详实的数据档案，为后期的故障预判提供可靠的比对。
以上仅为笔者对于三位立体成像技术在汽轮机控制上的应用的一些设想以及可行性分析，具体相关细节，还有待同仁们共同深入探讨与实践。
参考文献：
[1]汽轮机振动大的原因分析及其解决方法[J/OL].百度文库.
[2]蒸汽轮机异常振动原因的分析和处理措施[J/OL].百度文库.
作者简介：刘睿（1989.07-），男，湖北孝感人，研究方向：电厂热工控制自动化；肖波（1973.10-），男，湖北武汉人，研究方向：热工自动化电厂的应用。
作者单位：国电汉川发电有限公司，湖北汉川 432321
关键词：汽轮机控制；三维立体成像；动态模拟；事故预警
中图分类号：TP306
随着计算机科学技术的发展，其在工业生产和日常生活中的作用也日益凸显，在汽轮机控制中，以计算机为控制单元，以组态为控制核心的DCS新型控制模式替代了以继电器为核心的控制方式，大大的提高了生产效率，但是计算机技术在电力生产上，尤其是在汽轮机控制上起到的作用却还是很小，更多的是依靠就地的数据采集，计算机组态逻辑运算，继电器输出，到就地设备执行的传统控制模式，此种控制模式广泛应用于我国火电行业的5万，10万的小型机组，以及30万，60万的机组，再到现在代表全国火力火电行业领先水平的100万机组。现在随着我国火电行业的发展，装机容量的增大，其控制要求更加的精细，问题的分析和解决要求更加快捷高效，这种传统的分析模式的弊端就逐渐的凸显出来了，其最大的弊端就在于出现问题时，故障分析，事故处理的周期长，效率低，故障点定位不精准等，而如果将三维立体成像技术和汽轮机控制相结合，则可以有效的避免这种短板，大大的缩短检修周期，提高检修效率，降低设备检修人员的劳动强度，提高企业的经济效益。
三维立体成像技术在汽轮机控制中的应用探讨：在国电汉川电厂今年的一次A级检修，两次B级检修中，两台30万装机容量的机组，均因为冲转过程中轴承振动过大，不能在设定的临界区转速下冲过临界区而不得不手动打闸，前前后后经历了十一天的时间，经历了分析，揭缸，配重，扣缸，冲转，再分析等这样的一个轮回十几次，耗费了大量的人力，物力和财力，虽然最终解决了检修后开机冲转振动大的问题，但是却因为延误了将近半个月的开机时间，给我厂带来了巨大的经济损失。
那么三维立体成像技术在汽轮机控制里是否具备可操作性呢？
首先，我们来看看目前此领域的发展，就我厂而已，已经有了一套专门的“专家系统”，集数据采集，数据分析，趋势图绘制于一体，为机组运行过程进行了数字化的模拟，但这仍然是二维的数据，运行人员和热工人员只能根据这些参数，再结合自己的分析，去猜想汽轮机内部运行情况，做出可能性分析方案，然后予以实施，从而去解决出现的故障。这种方法有很强的局限性，对于熟悉的机组，检修人员可以根据自己的经验及以前的可参比性，也能够提供解决问题的较优方案。但是，如果面对一个全新的机组，检修人员就会显得束手束脚，不易拿出较好的解决方案，延误了设备的检修时间，从而降低了维护效率，增加了维护成本。
其次，利用三维立体成像技术与汽轮机控制相结合，则能够很好地解决此类弊端。我们可以首先建造一个三维线条化的汽轮机模型，这样就能够实现汽轮机“透明”，内部“可视化”的效果。将汽轮机内部结构按系统和部件归类，比如汽轮机动叶叶片，汽轮机油档，转子，轴封等。当选择相关部件时，该部件以及所属系统内的其他部件实体化，其余部分依旧线条化，这样则可以实现以后数据异常时，故障点的精确定位。当三维线条化的汽轮机模型建立后，将DEH，TSI等控制系统采集到的汽轮机相关运行的实时参数，输入到三维立体模型中，并在模型中对于实时参数进行实时动态模拟。这样，就能够将汽轮机当前运行的状态进行一个可视化的模拟，让检修和热工人员能够直观明了的了解当前汽轮机的运行状态以及汽轮机内部的运行工况，为其全面的了解机组运行提供了保障，也可帮助设备检修人员设计最优检修方案，从而大大缩短设备的检修时间。
第三，就以我厂检修后机组冲转过临界时振动大为例来说，如果依旧是按照以往的检查运行参数，给出一个配重方案，然后揭缸，配重，扣缸，再冲转试验这种模式，则每一次配重方案的实施和试验几乎需要两天左右的检修时间，而且一次成功解决问题的可能性很小，往往是多次调整配重方案后才能解决。而如果将上述三维立体成像技术与汽轮机控制结合的软件加入一个测试端口，将振动大而被迫打闸时的运行参数输入后，进行打闸前运行工况的动态模拟和锁定，让其一直保持打闸前的运行状态，然后把配重方案输入后进行参数修正，并再次模拟一个新的按照配重方案修改后的运行工况，如果模拟后的新工况满足条件，则直接按照此配重方案进行配重，若新的工况依然不满足条件，则可以和原锁定中的运行工况进行对比，即可发现合理有效的配重修改方向，并对于配重的位置，配重块的数量等均可有个直观的了解，这样，提高了每个配重方案试验的效率，缩短了试验周期，确保了一次揭缸，至多两次配重即可实现预期目的，由计算机模拟代替实际拆装冲转试验，缩短了检修周期，降低了试验成本，也提高了检修效率。不仅仅是振动，包括气温，缸温，水温，氢温，油温，转速，差涨等等参数均可以进行动态模拟，为故障分析提供帮助。
第四，为了实现上述设想，则需要解决几个问题：（1）三维虚拟动态模型的构建；（2）整个软件平台的搭建；（3）采集到的运行参数如何表现到虚拟模型上，实现动态模拟。第一个问题好解决，现在的CAD、3DMAX、CREATOR等软件均可实现。第二个问题，在三维模型建立后，其本身需要一个软件平台来实现，基于功能需要，我觉得还是用C++基于模块化的编程语言来搭建软件平台较好，以每个功能为一个程序模块，只要留足够的端口，即可实现功能的扩展。难点在于第三个问题上面，不论是转速也好，振动也好，在数据异常导致设备故障时，这个过程都是一个变化的，尤其是温度，排除采集元件本身出现问题以外，几乎都是渐变量，那么我们只要把握住了温度变化随着阀门开度，进气流量，汽机转速等相关影响因素之间的关系以及相关权重，则可以找到较为符合其运行规律的经验公式，也就是计算机编程所需要的算法，找到了算法，则可以将其数据趋势化，根据变化趋势，则可对未来的情形进行预测，有效的避免风险。
就以振动这个被测量来看，影响振动大小的因素有很多：晃度、所带负荷、轴承自激振动、汽流激振、轴承偏斜等因素。而每个影响因素对于不同的瓦来说，其影响的权重是不同的，而具体到每个瓦的振动时，每个因素之间对于振动大小的影响度则需要大量的经验数据和现场的实际数据进行建模比对了，这是未来工作中的一大块。该套技术在前期主要的工作就是进行数据采集，分析，建立数学模型，归建详实的数据档案，为后期的故障预判提供可靠的比对。
以上仅为笔者对于三位立体成像技术在汽轮机控制上的应用的一些设想以及可行性分析，具体相关细节，还有待同仁们共同深入探讨与实践。
参考文献：
[1]汽轮机振动大的原因分析及其解决方法[J/OL].百度文库.
[2]蒸汽轮机异常振动原因的分析和处理措施[J/OL].百度文库.
作者简介：刘睿（1989.07-），男，湖北孝感人，研究方向：电厂热工控制自动化；肖波（1973.10-），男，湖北武汉人，研究方向：热工自动化电厂的应用。
作者单位：国电汉川发电有限公司，湖北汉川 432321