توسعه و شبیه سازی سیستم پایش عملکرد و تشخیص خطا در اجزای مختلف توربین گازی v94.2 با کمک روش فیلتر کالمن

در این پژوهش بر اساس روش آنالیز مسیر گاز، تئوری های تخمین غیر خطی و طبقه بندی فازی، یک سیستم جامع برای تشخیص خطا در توربین های گازی صنعتی توسعه داده شد. روش ترکیبی پیشنهادی متشکل از دو بخش است. در بخش اول تغییر در پارامترهای سلامت توربین گازی با استفاده از فیلتر کالمن توسعه یافته از روی تغییرات نویزی خروجی های سنسوری به دست می آید. پارامترهای سلامت مانند بازده و ظرفیت جریان اجزاء توربین در واقع شاخص های نشان دهنده وضعیت سلامت آن اجزاء هستند. در بخش دوم از خروجی فیلتر کالمن به عنوان ورودی یک سیستم فازی استفاده می شود. این سیستم می تواند عیوب فیزیکی از قبیل جرم گرفتگی و خوردگی را بر اساس قوانین از پیش تعیین شده که عمدتا از داده های تجربی و شبیه سازی های آئروترمودینامیکی به دست می آیند جداسازی کرده و تشخیص دهد. نسبت تغییر در پارامترهای سلامت مختلف ناشی از عیوب فیزیکی مختلف و همچنین در نواحی مختلف کمپرسور که بیشتر تحت تاثیر این عیوب هستند از عوامل کلیدی برای توسعه این قوانین هستند. سیستم استنتاج فازی بخش معیوب و محل و شدت عیب را در کمپرسور یا توربین مشخص می کند. همچنین ، پیشنهادات کاربرپسندی برای زمان شستشوی کمپرسور و یا تعمیر قطعات از طرف سیستم ارائه می شود. این فرایند در واقع یک راه حل ترکیبی برای آشکارسازی و جداسازی خطا در توربین گازی ارائه می کند و با فیلتر کردن داده های ورودی سیستم استنتاج فازی توسط فیلتر کالمن، دقت سیستم تشخیص عیب بهبود می یابد. مدل مورد استفاده یک مدل صفر بعدی از یک توربین گازی واقعی و شبیه سازی شده در شرکت مهندسی توربوتک می باشد. این مدل با استفاده از تکنیک stage stacking و در شرایط طراحی و خارج طراحی و در حالت پایدار تولید شده است. نتایج شبیه سازی های غیر خطی، تخمین ها و طبقه بندی ها برای نشان دادن اثر این روش ارائه شده است. روش پیشنهادی در این پژوهش با استفاده از داده های جمع آوری شده از شبیه سازی عیوب واقعی در یک توربین گازی واقعی اعتباربخشی شده است. نتایج به دست آمده حاکی از توانایی بالای فیلتر کالمن توسعه یافته برای تشخیص افت عملکرد و تغییرات پارامترهای سلامت اجزاء مختلف توربین گازی است. همچنین توانایی سیستم طبقه بندی و جداسازی فازی برای تفکیک نوع و شدت عیوب فیزیکی به وجود آمده اثبات شده است.