南京工業(yè)大學(xué)過控畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告2

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告學(xué)生姓名： 金明斌 學(xué) 號(hào)： 1201100515 所在學(xué)院： 機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 專 業(yè)： 過程裝備與控制工程 設(shè)計(jì)(論文)題目： 石化企業(yè)用煙氣輪機(jī) 的安全生產(chǎn)及管理 指導(dǎo)教師： 邵春雷 2014年 年 3月 月 21日開題報(bào)告填寫要求1開題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；2開題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及

2、時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見；3“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報(bào)告第一欄目?jī)?nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊(cè)）；4有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo)GB/T 740894數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：文 獻(xiàn) 綜 述1. 前言在我國(guó)石油行業(yè)，運(yùn)用著大量的大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械和往復(fù)機(jī)械設(shè)備。煙氣輪機(jī)是一種典型的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，不僅是流化催化裂化裝置再生煙氣能量回收系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，同時(shí)也

3、是非常重要的節(jié)能設(shè)施，它是以煙氣為工質(zhì)，將工質(zhì)的熱能和壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的原動(dòng)機(jī)，輸出的功率用來驅(qū)動(dòng)軸流壓縮機(jī)及電動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，從而達(dá)到回收能量的目的。在實(shí)際生產(chǎn)中，煙氣輪機(jī)運(yùn)行得好，不僅能節(jié)省大量的電力，使裝置的能耗水平大大下降，而且也保證了整個(gè)機(jī)組的安全運(yùn)行，從而確保催化裂化裝置的安全生產(chǎn)。因此，對(duì)煙氣輪機(jī)設(shè)計(jì)、制造、選型、安裝、操作、維護(hù)、檢修等環(huán)節(jié)的安全研究，以及對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的早期潛在故障，并根據(jù)故障發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)，采用預(yù)知維修，具有重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。2. 煙氣輪機(jī)設(shè)計(jì)、制造、選型、安裝、操作等環(huán)節(jié)的研究煙氣輪機(jī)是用來回收催化裂化再

4、生高溫?zé)煔饽芰康膶Ｓ迷O(shè)備，國(guó)外早已采用。75年我國(guó)也開始了煙氣輪機(jī)的研制工作。我國(guó)第一臺(tái)YL3000型煙氣輪機(jī)1是由石油部北京石油設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)組成的聯(lián)合設(shè)計(jì)小組設(shè)計(jì)的，由蘭州煉油廠制造的。文獻(xiàn)2著重從YL一2400A型煙氣輪機(jī)的氣動(dòng)方案、材料特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)較詳細(xì)地介紹了該煙氣輪機(jī)的設(shè)計(jì)開發(fā)情況，煙機(jī)輪盤材料首次選用了高強(qiáng)度超級(jí)WasPafoy合金材料以及多項(xiàng)新結(jié)構(gòu)的使用都是該煙氣輪機(jī)的亮點(diǎn)。我國(guó)繼1978年開發(fā)研制成功3000kWYL型小功率煙氣輪機(jī)之后，又相繼開發(fā)成功了600018000kW大功率雙級(jí)煙氣輪機(jī)，在全國(guó)各煉油廠得到了廣泛的應(yīng)用。使用情況表明，YL型煙氣輪機(jī)性能優(yōu)良、運(yùn)行平穩(wěn)、節(jié)能

5、效果十分顯著。文獻(xiàn)3從設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行三方面介紹了YL型煙氣輪機(jī)的特點(diǎn)。催化裂化裝置是煉油行業(yè)的耗能大戶，約占煉油能耗的40%，具有用能質(zhì)量要求高、能量自給率高、動(dòng)力消耗大、蒸汽用量大、低溫余熱多等特點(diǎn)。文獻(xiàn)4分析了影響滄州煉油廠二套催化裂化裝置煙機(jī)節(jié)能的因素及機(jī)組的能耗特點(diǎn)，對(duì)節(jié)能措施進(jìn)行了探討，為煉化企業(yè)的節(jié)能增效提供可靠的依據(jù)。同時(shí)文獻(xiàn)5針對(duì)中國(guó)石油化工股份有限公司茂名分公司第二套催化裂化裝置煙氣輪機(jī)存在的氣流沖刷催化劑堆積效率較低等問題，進(jìn)行原因分析并加以優(yōu)化設(shè)計(jì)與改造，實(shí)現(xiàn)高效率和長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行的目標(biāo)。文獻(xiàn)6應(yīng)用英國(guó)ATE軟件公司的CFX-TASCFLOW軟件對(duì)大慶煉化分公司YL-1

6、5000A煙氣輪機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算。通過實(shí)例計(jì)算初步了解煙氣輪機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的情況，采用可視化圖例很容易了解到問題所在，為高效葉片優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。但由于輸入葉面數(shù)據(jù)已經(jīng)過優(yōu)化處理，同時(shí)加工時(shí)實(shí)際結(jié)果與設(shè)計(jì)可能有點(diǎn)偏差，因此，計(jì)算結(jié)果可能與現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的煙氣輪機(jī)有點(diǎn)偏差。3. 煙氣輪機(jī)實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷研究3.1. 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)的發(fā)展旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)的發(fā)展大致可以分為四個(gè)階段7：第一階段是19世紀(jì)，當(dāng)時(shí)機(jī)器本身的技術(shù)水平和復(fù)雜程度都很低，因此采用事后維修方式。第二階段是20世紀(jì)前半葉，隨著大生產(chǎn)的發(fā)展，機(jī)器設(shè)備本身的技術(shù)復(fù)雜程度也有了提高，設(shè)備故障或事故對(duì)生產(chǎn)的影響顯著增加，

7、在這種情況下，出現(xiàn)了定期預(yù)防維修方式。這期間，設(shè)備故障診斷技術(shù)處于孕育時(shí)期。第三階段是從20世紀(jì)60年代起到80年代初，隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷進(jìn)步，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)得到了飛速發(fā)展，在故障診斷中出現(xiàn)了譜分析、數(shù)字濾波、時(shí)頻分析、自適應(yīng)分析、小波分析等信號(hào)處理技術(shù)，使得故障信息獲取、提取和識(shí)別能力得到了質(zhì)的提高，從而使故障診斷技術(shù)得到了快速發(fā)展。第四階段是進(jìn)入20世紀(jì)80年代以后，隨著Hilbert-Huang變換(HHT)(包括經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EMD)8，9方法)等分析方法不斷地應(yīng)用于振動(dòng)信號(hào)的分析以及信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)10，11等的出現(xiàn)，使旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷

8、技術(shù)得到了新的發(fā)展。3.2. 煙氣輪機(jī)故障診斷技術(shù)的現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)煙氣輪機(jī)故障診斷技術(shù)現(xiàn)狀主要體現(xiàn)如下：（1) 常見技術(shù)故障由于煙氣輪機(jī)工作在高溫、高轉(zhuǎn)速、多煙塵等惡劣環(huán)境下，因此故障發(fā)生率高。常見技術(shù)故障主要有：轉(zhuǎn)子失衡、轉(zhuǎn)子不平衡、轉(zhuǎn)子不對(duì)中及動(dòng)靜碰摩。與此同時(shí)，煙氣輪機(jī)故障原因錯(cuò)綜復(fù)雜，影響因素眾多。如，文獻(xiàn)12對(duì)煙氣輪機(jī)故障運(yùn)行實(shí)例診斷進(jìn)行了研究，根據(jù)在線監(jiān)測(cè)得到的煙氣輪機(jī)前后軸承振動(dòng)時(shí)域信號(hào)，并結(jié)合瀑布圖分析、軸心軌跡分析及全息譜分析，分析了煙氣輪機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡故障；文獻(xiàn)13用CAMD6100動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)機(jī)組的振動(dòng)進(jìn)行了測(cè)試，并對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)、振動(dòng)頻譜和軸心軌跡等進(jìn)行了全面分析；結(jié)合機(jī)組的歷史

9、狀況和結(jié)構(gòu)，找出了煙氣輪機(jī)的振動(dòng)超標(biāo)故障的原因，提出了相應(yīng)的改造措施；文獻(xiàn)14對(duì)含有大量水分的冷卻蒸汽與高溫?zé)煔庀嘤龊笤趧?dòng)葉表面大量聚集結(jié)焦引起的轉(zhuǎn)子不平衡故障進(jìn)行了研究；文獻(xiàn)15對(duì)煙氣輪機(jī)振動(dòng)異常的原因進(jìn)行了分析并提出了建議予以處理；文獻(xiàn)16介紹了相位在狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷中的應(yīng)用；文獻(xiàn)17對(duì)由于煙氣質(zhì)量和蒸汽冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)異常的煙氣輪機(jī)及時(shí)監(jiān)測(cè)、分析和處理，最后成功排除了故障，解決了煙氣輪機(jī)振動(dòng)問題；文獻(xiàn)18針對(duì)目前煙機(jī)在設(shè)計(jì)制造與運(yùn)行使用中存在的一些不足進(jìn)行了分析提出了提高煙機(jī)設(shè)計(jì)制造運(yùn)行維護(hù)的具體建議；文獻(xiàn)19研制了一套適用于煙氣輪機(jī)組的在線式狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱為ECMS)，系統(tǒng)

10、采用了實(shí)時(shí)多任務(wù)管理機(jī)制，僅用一臺(tái)微機(jī)完成了目前具有上、下位機(jī)配制的同類系統(tǒng)所完成的全部功能。投入工業(yè)運(yùn)行后，取得理想效果；文獻(xiàn)20對(duì)煙氣輪機(jī)超溫后的安全做出了評(píng)；文獻(xiàn)21對(duì)離子液體Bmim6PMo9V3O40/ACF對(duì)煙氣脫硫催化劑的性能進(jìn)行了研究。（2) 煙氣輪機(jī)故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)目前，國(guó)內(nèi)對(duì)煙氣輪機(jī)常見故障診斷主要采用的分析方法：1) 頻譜分析法1317；2) 軸心軌跡分析法1319，22；3) 趨勢(shì)分析12；4) 時(shí)域波形分析法12；5) 相位分析法16，17；6) 全息譜分析法18，19；7) 小波分析法及倒頻譜分析23。（3) 故障機(jī)理研究據(jù)查閱文獻(xiàn)中國(guó)內(nèi)直接針對(duì)煙氣輪機(jī)故障機(jī)

11、理研究的文獻(xiàn)較少，僅文獻(xiàn)24研究了煙氣輪機(jī)非線性轉(zhuǎn)子軸系的油膜震蕩機(jī)理，應(yīng)用非線性理論解決了因軸瓦中心標(biāo)高選擇不合適引起的油膜渦動(dòng)故障。旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)歐、美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家處于世界先進(jìn)水平，但目前專門針對(duì)煙氣輪機(jī)故障診斷技術(shù)及相關(guān)技術(shù)研究的文獻(xiàn)也很少見。文獻(xiàn)25研究了新發(fā)電廠煙氣輪機(jī)組優(yōu)化設(shè)計(jì)；文獻(xiàn)2628針對(duì)煙氣輪機(jī)葉片振動(dòng)、應(yīng)力、壽命等問題進(jìn)行了研究；文獻(xiàn)29對(duì)催化裂化煙氣輪機(jī)結(jié)垢的原因及對(duì)策進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)3.3. 煙氣輪機(jī)故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)隨著傳感器技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)分析技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、模糊控制技術(shù)及模糊診斷技術(shù)等發(fā)展，將來煙氣輪

12、機(jī)故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)為：（1) 監(jiān)測(cè)手段多樣化采用事后診斷方式存在明顯的不足，即使葉片被確診存在故障，此時(shí)葉片早已發(fā)生斷裂，不能及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)葉片故障，也不能在葉片斷裂之前實(shí)施主動(dòng)維修或更換和防止重大惡性事故的發(fā)生。因此，急需開發(fā)出葉片狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)的光測(cè)傳感器以豐富旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)手段。（2) 故障診斷系統(tǒng)向功能模式多樣、性能穩(wěn)定可靠及高度集成智能化可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷方向發(fā)展?，F(xiàn)在，第二代旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)已經(jīng)相當(dāng)成熟，應(yīng)用非常廣泛。國(guó)外的產(chǎn)品主要有美國(guó)Bently Nevada Corporation (BNC)的系列產(chǎn)品、Westinghouse Electr

13、ic Corporation 的 TurbinAID、GenAID及ChemAID系統(tǒng)、法國(guó)的SMAV系統(tǒng)、瑞士的VIBRO-MRTER501系統(tǒng)以及丹麥的B&K3540系統(tǒng)等30。目前國(guó)內(nèi)直接針對(duì)煙氣輪機(jī)特點(diǎn)開發(fā)的在線監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)還極少見，例如，大連理工開發(fā)的ECMS系統(tǒng)和西安交大與科技協(xié)作開發(fā)部聯(lián)合開發(fā)的煙氣輪機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)19，30，31，33。所以，未來煙氣輪機(jī)在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的開發(fā)將向功能模式多樣、性能穩(wěn)定可靠、高度集成智能化可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷11，34方向發(fā)展。（3) 復(fù)雜故障機(jī)理研究盡管目前國(guó)內(nèi)外對(duì)煙氣輪機(jī)常見的故障機(jī)理已經(jīng)達(dá)成了共

14、識(shí)，但由于煙氣輪機(jī)本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作環(huán)境惡劣，使其故障發(fā)生的機(jī)理十分復(fù)雜；此外，由于試驗(yàn)條件等的不足，對(duì)煙氣輪機(jī)一些復(fù)雜故障還缺乏機(jī)理上的認(rèn)識(shí)，有待深入研究。4. 參考文獻(xiàn)格式嚴(yán)格按照要求來寫。1 秦宗貴.YL3000-型煙氣輪機(jī)的制造、安裝和試運(yùn)J.石油化工設(shè)備技術(shù).1980(03)卷號(hào)？：89100.2 楊明，冀江.YL-24000A型煙氣輪機(jī)的設(shè)計(jì)與開發(fā)J.石油化工設(shè)備技術(shù)，2007，28，（04）：3234.3 方文.YL型煙氣輪機(jī)的開發(fā)和應(yīng)用J.石油化工設(shè)備技術(shù)，2000，21，（02）：3033.4 唐萬增.煙氣輪機(jī)節(jié)能增效的途徑J.石油化工設(shè)備技術(shù)，2002,23，（01）：61

15、64.5 曹暉.煙氣輪機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)與改造J.煉油技術(shù)與工程，2011，41，（03）卷號(hào)和期號(hào)之間不用逗號(hào)。：2933.6 李永康,冀江.煙氣輪機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的模擬計(jì)算J.石油化工設(shè)備技術(shù)，2005，25，（5）：3941.7 徐敏等.設(shè)備故障診斷手冊(cè)M.西安：西安交通大學(xué)出版社.1998.8 Wang Hongjun,Wang Hongfeng.Study on Flue Gas Turbine Fault Diagnosis Technology Based on EMD and VPRSA.The Proceedings of 2009 8th International Conference

16、 on Reliability,Maintainability and Safety(Vol.)(C).Chengdu,China:Chinese Society of Aeronautics and Astronautics(CSAA)、Institute of Electrical&Electronics Engineers Reliability Society(IEEE/RS).2009：8138169 屈文忠，曾又林，蔣寅軍等.利用改進(jìn)的EMD方法進(jìn)行高速轉(zhuǎn)子振動(dòng)信號(hào)分析J.機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2006，25，（10）：11661169.10 Chen Tao,Xu Xiaoli

17、Wang,Shaohong.Research on State Prediction of Flue Gas Turbine Based on Elman Neural NetworkA.Proceedings of 2009 9th International Conference on Electronic Measurement & Instruments（ICEMI2009）Vol.3(C).Beijing,China:IEEE Beijing Section、Chinese Institute of Electronics(CIE),2009:3-10173-102011 興

18、連國(guó)，許寶杰.基于粗糙集與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的煙氣機(jī)故障診斷J.北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，21，（04）：1315.12 熊慧英，何潔，嚴(yán)愛芳.煙氣輪機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡故障診斷研究J.噪聲與振動(dòng)控制，2008，（05）8690.13 周邵萍，蘇永升，吳明.YLII-4000J煙氣輪機(jī)的振動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障診斷J.動(dòng)力工程，2006，26，（04）：516519.14 左經(jīng)剛.二催化三機(jī)組煙機(jī)不平衡故障診斷J.中國(guó)設(shè)備工程.2004，（06）:3738.15 伉大儷，遲忠先，鐘萬勰.相位在狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷中的應(yīng)用J.大連理工大學(xué)報(bào)，1999,39，（01）：108113.16 方立定.煙氣輪機(jī)振動(dòng)異常原因

19、分析及處理J.石油化工設(shè)備技術(shù)，2008，29,（01）：2934.17 左經(jīng)剛.煙氣輪機(jī)振動(dòng)測(cè)試及解決方法J.石油化工設(shè)備技術(shù)，2007，36：1618.18 盧綱，竇小偉.煙氣輪機(jī)的運(yùn)行維護(hù)及維修J.機(jī)械研究與應(yīng)用，2003，16：3739.19 伉大儷，遲忠先，張作謙.煙氣輪機(jī)機(jī)組在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)的研制J.石油化工設(shè)備技術(shù)，1998，19，（06）2832.20 程士秀.煙氣輪機(jī)超溫后的安全評(píng)估J.石油化工設(shè)備技術(shù)，1994，15，（01）：5355.21 Tao Wang,Gao Xiao,Ling ZhaoThe,et al.The Catalysts Performanc

20、e of Bmim6PMo9V3O40/ACF on Flue Gas DesulfurizationA.中國(guó)材料大會(huì)2012第4分會(huì)場(chǎng)：環(huán)境功能材料論文集C.Taiyuan,China:中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)，2012.22 史金鵬，丁克勤，呂燕伍等.基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的煙氣輪機(jī)故障診斷的探討J.石油化工自動(dòng)化，2006，（01）：5961.23 于曉紅，張來斌，王朝暉.基于小波與倒頻譜技術(shù)的煙氣輪機(jī)軸承故障診斷J.科學(xué)技術(shù)與工程，2006,6（23）：46794681.24 丁雪興，張浩民，鄭勁.煙氣輪機(jī)非線性轉(zhuǎn)子軸系的油膜振蕩J.蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)(綜合版)，1999，(2)：89.25

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