本书主要涉及重型燃气轮机通流部件状态监测与故障诊断方法研究，提出了重型燃气轮机寿命预测方法，基于修正曲线的燃气轮机状态监测方法，重型燃气轮机自适应热力建模方法，瞬态变工况下燃气轮机自适应气路故障诊断方法，基于机器学习的燃气轮机气路故障诊断方法，重型燃气轮机进、排气系统性能诊断方法，计及进口导叶的燃气轮机全通流气路故障诊断方法，基于通流部件多级基因精准画像的燃气轮机智慧诊断方法，考虑周向温度分布不均的燃气轮机燃烧室故障诊断方法，基于数据和知识联合驱动的燃气轮机自适应燃烧调整方法。
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2018年国网科技进步奖"三等奖"。日本神奈川大学特聘教授。
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 重型燃气轮机通流部件故障诊断的研究意义 1
1.2 重型燃气轮机通流部件故障诊断的国内外研究现状分析 2
1.2.1 基于人工智能的气路故障诊断方法 3
1.2.2 基于热力模型决策的气路故障诊断方法 5
1.2.3 寿命预测方法 8
1.2.4 燃烧调整与优化方法 9
1.3 亟待解决的问题 13
参考文献 14
第2章 重型燃气轮机寿命预测方法研究 18
2.1 重型燃气轮机耐用件的寿命计算 18
2.1.1 低周疲劳寿命的计算方法 19
2.1.2 蠕变寿命的计算方法 20
2.1.3 蠕变与低周疲劳交互作用下寿命的计算方法 20
2.2 重型燃气轮机等效运行小时数计算 21
2.2.1 国家标准等效运行小时数计算 22
2.2.2 三菱燃气轮机等效运行小时数计算 22
2.2.3 西门子燃气轮机等效运行小时数计算 23
2.2.4 GE燃气轮机等效运行小时数计算 24
2.3 基于部件健康参数的重型燃气轮机寿命预测方法 26
参考文献 29
第3章 基于修正曲线的燃气轮机状态监测方法研究 30
3.1 燃气轮机控制系统简介 30
3.1.1 燃气轮机模拟量控制系统 30
3.1.2 燃气轮机顺序控制系统 31
3.1.3 燃气轮机专用保护系统 32
3.2 理想简单循环燃气轮机性能分析 34
3.3 燃气轮机运行经济性及耗差分析建模 37
3.4 基于修正曲线的燃气轮机整机性能诊断方法 38
3.4.1 修正曲线的绘制 38
3.4.2 基于修正曲线的整机性能诊断 53
3.4.3 应用与分析 57
参考文献 59
第4章 重型燃气轮机自适应热力建模方法研究 60
4.1 基于外特性的重型燃气轮机热力建模方法 60
4.2 基于物理机理的重型燃气轮机自适应热力建模方法 66
4.2.1 设计工况自适应修正 67
4.2.2 变工况自适应修正 71
4.3 应用与分析 72
4.3.1 对象燃气轮机 72
4.3.2 设计工况自适应 76
4.3.3 不同进口导叶开度位置下的质量流量修正 79
4.3.4 变工况的部件特性线修正 80
参考文献 83
第5章 瞬态变工况下燃气轮机自适应气路故障诊断方法研究 84
5.1 燃气轮机稳态热力建模 85
5.1.1 基于ISO 2314准则的等效冷却流量处理 85
5.1.2 气路部件热力建模 86
5.1.3 气路部件健康参数 90
5.1.4 气路部件故障规则 91
5.2 瞬态变工况下气路故障诊断方法 92
5.2.1 气路故障诊断方法 92
5.2.2 诊断驱动算法 94
5.3 应用与分析 96
5.3.1 待诊断对象燃气轮机 96
5.3.2 气路部件故障模拟 97
5.3.3 案例分析 100
参考文献 107
第6章 基于机器学习的燃气轮机气路故障诊断方法研究 108
6.1 基于深度学习的燃气轮机透平排温预测方法 108
6.1.1 透平排温预测的简化关系模型 109
6.1.2 透平排温预测的实际关系模型 112
6.2 基于模型与数据混合驱动的燃气轮机气路故障诊断方法 115
6.2.1 基于模型与数据混合驱动的燃气轮机气路故障诊断策略 116
6.2.2 仿真实验与分析 117
6.3 基于双通道特征融合并行优化的燃气轮机气路故障诊断方法 125
6.3.1 双通道特征融合并行优化模型 126
6.3.2 仿真实验与分析 130
6.4 基于机器学习的重型燃气轮机全通流部件性能诊断方法 137
6.4.1 高精度重型燃气轮机热力模型 138
6.4.2 故障模式与故障征兆知识库 138
6.4.3 诊断策略 143
6.4.4 应用与分析 145
参考文献 156
第7章 重型燃气轮机进、排气系统性能诊断方法研究 158
7.1 进、排气系统健康特征参数 158
7.1.1 进气系统健康特征参数 158
7.1.2 排气系统健康特征参数 160
7.2 进、排气系统性能诊断方法 160
7.3 应用与分析 162
7.3.1 仿真实验测试 162
7.3.2 现场运行测试 164
参考文献 167
第8章 计及进口导叶的燃气轮机全通流气路故障诊断方法研究 168
8.1 计及进口导叶的燃气轮机全通流热力建模 168
8.2 燃气轮机全通流气路故障诊断方法 176
8.3 应用与分析 181
8.3.1 目标对象燃气轮机 181
8.3.2 燃气轮机热力模型验证 182
8.3.3 气路诊断仿真测试 183
8.3.4 气路诊断现场测试 189
参考文献 199
第9章 基于通流部件多级基因精准画像的燃气轮机智慧诊断方法研究 200
9.1 研究目标与内容 201
9.1.1 燃气轮机多级基因数学建模 201
9.1.2 基于热力模型的多级基因特征提取 202
9.1.3 基于知识和数据联合驱动的智慧诊断 203
9.2 拟解决的关键科学问题 203
9.3 研究思路、方法与技术路线 205
9.3.1 基于燃气轮机基因认知的多级数学建模 205
9.3.2 基于热力模型的多级基因特征提取器的设计 207
9.3.3 基于基因画像的智慧诊断系统的构建 210
参考文献 215
第10章 考虑周向温度分布不均的燃气轮机燃烧室故障诊断方法研究 216
10.1 基于透平排温周向偏差的燃烧室故障诊断方法 216
10.2 基于燃料分配系数的燃烧室故障诊断方法 222
10.2.1 考虑周向温度分布不均的燃气轮机热力建模 222
10.2.2 基于燃料分配系数的燃烧室故障诊断策略 225
10.3 应用与分析 228
参考文献 233
第11章 基于数据和知识联合驱动的燃气轮机自适应燃烧调整方法研究 234
11.1 燃气轮机燃烧室燃烧稳定性原理分析 234
11.1.1 扩散燃烧与预混燃烧 234
11.1.2 热声振荡产生机理 236
11.2 燃气轮机燃烧室燃烧调整技术发展现状 237
11.3 基于机器学习的燃烧调整优化 244
11.3.1 燃烧调整优化目标 245
11.3.2 机器学习模型建立 246
11.4 基于数据和知识联合驱动的燃烧调整优化 248
11.4.1 研究目标与内容 248
11.4.2 拟解决的关键科学问题 249
11.4.3 研究思路、方法与技术路线 251
参考文献 255
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