大型火电厂主（zhǔ）要设备包括锅炉、汽轮机和发电（diàn）机等，完成从热能到机械能再到电能的转换过程。设备（bèi）与设备之间的耦合性、系统（tǒng）的复杂性，以及设备在高（gāo）温、高压、高速旋（xuán）转的特（tè）殊工作环境下，决定了火电厂是一个高故障率和故障危害性很大的生产场所，这些故障都将造成重（chóng）大的经济损失和社会后果。因此，通过先进（jìn）的技术（shù）手段，对设备状态参（cān）数进行监测和分析，来判断设（shè）备是否存在异常或故障、故障的部位和原因、故障（zhàng）的劣化趋势，以（yǐ）确定合理检修时机（jī）很（hěn）有必（bì）要。
    一、火电厂主要设备的典型故障及其诊断方（fāng）法
    1、锅炉的主要（yào）故障及诊断方（fāng）法
    主要故（gù）障
    （1）过热器泄漏。过热器泄（xiè）漏爆管区集中在高温过热器下弯头外圈向火（huǒ）侧，主要原（yuán）因是炉膛高（gāo）度偏低，使该处出现过热，此处也（yě）有选材裕度不足及焊接质量问题。
    （2）省煤器泄漏。主要原因是飞灰磨损造成管壁减薄，特（tè）别是在穿墙管、炉墙漏风和弯头处为常见。
    （3）水冷壁泄漏。主要原因是（shì）局（jú）部过热和腐蚀，局部过热是水循环破坏和管（guǎn）内结垢造成，而火焰偏斜或燃烧区烟温过高则使水冷壁高（gāo）温腐蚀。
    （4）除尘器（qì）故障。主要原因有烟气流速太（tài）快，灰粒的粒度较大，含尘浓度大，排烟温度低于露点温度等。
    诊断方法（fǎ）
    在锅炉故障诊断中，物理诊断方法（fǎ）有：红外测温技术，具体应用范围有锅炉火焰和燃烧状态进行辨（biàn）别与控制、热力设备疲劳损伤、热力设备热机械学特征规律、热力系统漏（lòu）热（rè）及保温（wēn）进行诊断与评价、锅炉热污染控制等；超声波诊断方法，它可用来监视炉膛（táng）上部区域的（de）烟气温度（dù），决定何时（shí）进行吹灰操作，保持锅炉良好的运行性能，监视炉膛各个燃烧（shāo）器区域附（fù）近烟（yān）气温度，有助于识（shí）别和清除燃烧器故障导致的燃烧工况异常（cháng），同时可对污染（rǎn）物生成有重要影响的温度的优化控制，实现清洁燃（rán）烧；无损伤检（jiǎn）测技术是（shì）指对材料、部件进行的非破（pò）坏检（jiǎn）测，以期发现表面和内部缺陷的一项技术。数学诊断方法有故障树诊断法、模糊（hú）诊断方法等。在诊断系统（tǒng）方面，主要（yào）有清华大学研究（jiū）开发的大型电站（zhàn）锅炉远程（chéng）监测与故障诊断系统，华中科技大学研究开发的（de）循环流化床锅（guō）炉在线监测与状（zhuàng）态诊断专家系统等。
    2、汽轮机组的主要故（gù）障及诊断方（fāng）法
    汽轮机的主要故障
    （1）不平衡。主要是由于转子存在加工误差和永久弯曲（qǔ）、叶片脱落、联轴器漂偏、接长轴制造不良、受热不均匀或材质缺陷而引起的热挠曲等造（zào）成的。
    （2）不对中。主要原因是（shì）滑销系统（tǒng）卡涩，汽缸（gāng）温差（chà）超限，机组升速太快，真空下降过大，基础不均匀下沉等，使机组膨胀（zhàng）不畅和轴承座膨胀不均（jun1）匀，以及联轴器偏心等。
    （3）转子碰摩。主要原（yuán）因有汽封间隙设计和调整不当，汽缸膨胀不畅，汽缸热变形过大，机组振动过（guò）大（dà）和轴向位（wèi）移增大等。
    （4）叶片脱落。主要是由于设计的强（qiáng）度不足，蒸汽参数（shù）波动较大，机组在电网周（zhōu）波变化较大和低负荷下长期（qī）运行（háng），以及机组在小于（yú）额定转速以下某转速停留时间（jiān）过长等。
    （5）蒸（zhēng）汽激振。主要原因是由于高中压转子临界转速较低，并且高中压转子热态（tài）下挠度（dù）变化较（jiào）大，轴承标高变化较大，接长轴的加（jiā）工和安装质量不良，联轴器中心径向或轴向误差太大，轴系平衡和对中状（zhuàng）态恶化等（děng），使高中压转子失稳。
    发电机的主要故障
    （1）油膜振荡。主要是因为发电（diàn）机转子一阶临界转速（sù）过低，并且三轴（zhóu）楔瓦稳定性（xìng）差，在载荷减轻时（shí），其失稳转速过低。
    （2）定子线（xiàn）圈绝缘故障。主要是由于磨（mó）损（sǔn）、老化、污染及腐蚀等（děng）原因使绝缘失效，造成局（jú）部放      （3）电和温度升高，以及由于绑扎不紧、冷却水（shuǐ）泄漏、疲劳磨损等原因（yīn）使绝（jué）缘层损坏，造成线棒位移和（hé）匝间短路。
    （4）定子线圈（quān）过热。主要是由于（yú）制造或安装过程中某些缺陷使匝间短路，造成局部过热。
转子绕组故障。包括接地、匝间（jiān）短路和断线故障。接地和（hé）匝间短路障碍主要（yào）是由于绝缘降（jiàng）低和损（sǔn）坏引起的，接（jiē）头开焊和热（rè）变形会（huì）引（yǐn）起断（duàn）线。
    （5）冷（lěng）却水系统故障。主要是由于冷（lěng）却水（shuǐ）泄漏、管道异物堵塞、误动作等使冷却水流量降低和中（zhōng）断（duàn），以及由于材料和安装（zhuāng）缺陷引起定子漏水。
    诊断（duàn）方法
    在汽轮机组故障诊断中，振动法是应用普遍也比较成熟的一种方（fāng）法。应用热力学分（fèn）析诊断汽轮（lún）机组（zǔ）性能故障也是（shì）一（yī）个重要手段，另外还（hái）有油液分析、声发（fā）射法、无损检测技（jì）术等。声发射法主要用（yòng）于（yú）动静（jìng）碰磨故障检测（cè）、泄漏检测（cè）等。日立公司在350MW汽轮机（jī）高中压转子上设置试片，在两端轴（zhóu）承的轴瓦处进行声发射和记录，诊断转（zhuǎn）子的碰磨（mó）。在汽轮机组寿命诊断中，无损检测技术应用相当重要，目前用到的非破（pò）坏性（xìng）评价法主要包括硬度测（cè）定法、电气抵抗法、超声波法、组织对比法、结晶粒变形法、显微镜观察测定法和X射线分析法等（děng）。
    现今国内外已经研制开发出了几十种用（yòng）于汽轮机组的故障诊断系统。国外主要有美国Radial公司开发的汽（qì）轮发（fā）电机组振动诊断用专家系统，西屋公司的汽轮发电机组故障诊断系统，Bendy公司的旋转机械故障诊断系统。国内主要有（yǒu）上海大学研制的热力参数监测和故（gù）障（zhàng）诊断（duàn）系统TPD，该系统可以提高汽轮机组的运（yùn）行可靠性，同时能够优化运行方案、提高运行效率、延长运行寿命。由清华大学、华中理工（gōng）大学、哈尔滨工业大学、哈尔滨电工仪表所等院（yuàn）所联合研制200MM、300MW汽轮发电机组（zǔ）工况监测与故障诊断专家系统，可（kě）全面监测（cè）诊断机械振动故障、气隙振动故（gù）障、热因素引起的故障、机电耦合轴系扭振故障以及调节控制系统故障。
    3.变压器（qì）的主要故障及诊断方法
    主要故障
    （1）线圈匝间短路。主要原因是绝缘老（lǎo）化或散热（rè）不良或长期过负荷，由于短路电动力损伤匝间绝缘，绕组的材料或工艺方面的缺陷，进水受潮，大气或（huò）操作过（guò）电压的袭击。
    （2）绕组断线。主要原因有短路电动力使线圈断线，焊接不良（liáng），匝间短路。
    （3）绕组（zǔ）对地击穿。主要原因有主绝缘的老化，绝缘油受潮，绕组内有杂质进入，过电压短（duǎn）路时线圈变形损坏，因冷（lěng）却系统故障、冷却油道堵塞、保（bǎo）护失灵从而产生整体或局部过热以（yǐ）致绝缘（yuán）损坏。
    （4）绕组相间短路。主要原因与（yǔ）对地击穿相似，也（yě）可能是引线（xiàn）间或套管间短路，油面过低。
    （5）铁芯片局部短路或局（jú）部融毁。主要原因是铁芯或（huò）扼铁的螺杆绝缘损坏，故障（zhàng）处有金（jīn）属片使铁芯（xīn）片短路（lù），片间（jiān）绝缘损坏严重，接地方（fāng）法不正确构（gòu）成电流环路（lù）。
    （6）分接（jiē）开关接触不良，触头表面熔化。主要原因是（shì）结（jié）构装配上存在缺陷，切换分接（jiē）头后，接触（chù）不可靠，动触头弹簧压力不够，有载调压装置安装调整不当。
    （7）套管对地闪络或爆炸。主要原因（yīn）是表面积灰，脏污，裂纹，密封不（bú）严，呼吸器配置不当。
    （8）负荷正常油温升高。主要原因是绕组匝间短（duǎn）路，损耗增加，大电流连（lián）接处接（jiē）触不良，油位过低，冷却效果差。
    诊断方法
    在（zài）变压器故障诊（zhěn）断中，常用的方法有（yǒu）振（zhèn）动分析法、油中气体分析法、局部放（fàng）电法、恢复电压（yā）法（fǎ）、频率响应分析法以及红外诊断技（jì）术等。目前应用（yòng）较多的主要是红外诊断技术。在诊断系统（tǒng）方面，国内外学者和研究单位在这方面进行了大量的工（gōng）作，已经研制出了具有故障检测和初步诊断功能的专家系统，如河南电力试验研究（jiū）所开发研究的电力变压器故障诊断微机专家系统。此外，国内有许多著名高（gāo）校正在从事这（zhè）方面的研究，取得了巨大的理论成果（guǒ）。
    二、目前（qián）火（huǒ）电厂设（shè）备故障诊断存在的问题
    目前虽然有许多诊（zhěn）断方法和诊（zhěn）断系统应用于火电厂设备的故障（zhàng）诊（zhěn）断，并取得了很好的应用效（xiào）果，但在实际应用（yòng）时也存在（zài）着（zhe）不少的问题，主要表现在以下几个方面。
    1、检测手段
    故障诊断的推理机制已经达到很高的（de）水（shuǐ）平，但征兆的获取成（chéng）为了（le）一（yī）个瓶颈，即大的问题是（shì）检（jiǎn）测手（shǒu）段不能满（mǎn）足诊断的需要，不能真实地反应故障（zhàng）的特（tè）征。
    2、复杂的故障机理
    对故障机理的了解是准确诊断故障的前提。目前，对电厂某些设备（bèi）的复杂故障，很难从理论上给出解释，对其机理的了（le）解并不深刻。
    3、人工智能（néng）应用
    专家系统作（zuò）为人工智能在电厂主要设备故障诊断中的应用已获得成（chéng）功，但仍有一些关键的人工智能应用问题需要解决，主要有（yǒu）知识的表达与获取、自学习（xí）、智能辨识、信息融合等。
    4、诊断方法的单（dān）一性
    当前火电厂设备的故障诊断系统所用的诊断方法有模糊逻辑法、故障树分析法（fǎ）、专家系（xì）统、人工神经网络等。但是单一的诊断方法往往难以达到期望的诊（zhěn）断效果（guǒ）。
    5、故障定位
    目前的故障（zhàng）诊断系统常常只是进（jìn）行到故障类型识别这一部分，不能确定故障的具（jù）体位置，且对设备的状（zhuàng）态进（jìn）行预测的功（gōng）能研究不够。
    三、火电（diàn）厂设备故障诊断的发展
    1、故障诊断系统的发展趋势
    （1）分层分布（bù）式结构的故障诊断系统
    火电机组的各子系统的结（jié）构和功能是分布（bù）式和多层次的，这种结构上的（de）层次（cì）关系，要求其诊（zhěn）断（duàn）系统是分布式和多层次的，由全局诊断系统和子诊（zhěn）断系统组成。全局诊（zhěn）断系（xì）统负责诊（zhěn）断任务的管理，包括将总体任务分解成子任务和（hé）向各子诊断系统分（fèn）配（pèi）任务，这些任务往往是相互耦（ǒu）合的。诊断子系统完成以后，通过对各子诊断系统结论的综合，给出终结论。分布式故障诊断专家系统具有推理效（xiào）率高，诊断速度快，系统可（kě）靠，适时（shí）性好的特（tè）点。
    （2）集成式（shì）故障诊断系统
    由于（yú）当前的诊断系统（tǒng）在（zài）推理方（fāng）法上的单一性，在求解复杂系（xì）统（tǒng）的诊断问题时受到很大的限制。未来的火（huǒ）电机组故障诊断系统，将根据不同子系统的特点采用不同的推理模型（xíng），甚至采用（yòng）几种不同推理模（mó）型进行混合推理，各种（zhǒng）推进模型的（de）优（yōu）势将得到充分发挥，从而提高推理速度和准确性。
    （3）构（gòu）造大型监测诊（zhěn）断中心
    在同一电网中，有（yǒu）许（xǔ）多同类型的火（huǒ）电机（jī）组在同时运行。构造大（dà）型监测诊断中心所带来的好处是非常明显的：便于集中保存机组（zǔ）的运行数据和机组健（jiàn）康状况的资料；便于多台机组之间、多个电厂之间共（gòng）享已有的知识，便于知识库的完善（shàn）化；有利于机组的负（fù）荷调度。
    （4）自主闭环诊（zhěn）断系统
    全自主、闭环故障诊（zhěn）断系统能够在人员不参与的情况下完成持续的故（gù）障诊断，形成决策，再由诊断系统发出相应的控制命令，对机（jī）组施加适当的控制。要实现自主闭环诊断，必须要（yào）有成熟和先进的诊断技术。诊断系统的知识（shí）库（kù）必须完备，诊断系统应有（yǒu）学（xué）习机制，能诊断不可（kě）预知的故障。
基于Internet的远程故障诊断系统
    随着计算机网络技术的发展，使得基于Internet的远程应用系统成为可能。将故障诊断系统与Internet相结合不但能够获取大量的故障案例与诊（zhěn）断经验，同时（shí）能够共享诊断资源，实现（xiàn）专家异地会诊（zhěn），提高故障诊断水平。