[发明专利]水力设备及控制这种设备的方法

说明书

技术领域

[01]本发明涉及水力设备(hydraulic installation)，该设备包括涡轮、泵或者涡轮-泵型的机器，强迫水流从该机器中的旋转部件中穿过。

背景技术

[02]在该类设备中，尤其在来自于带有沙粒和/或沉积物的水道里的设备中经常观察到特殊元件的磨耗。这种磨耗能够导致某些元件的快速磨损，尤其在极端情况下数百小时的运作后。因此必须要关掉该设备来进行出错维修从而造成重大的经济损失。由于设备的运作在不适宜的时间，例如，在该设备发电非常需要的电量的时候暂停，损失会更大。

[03]JP-A-03026875中公开了监视涡轮机的方法，其中检测器用来估算轮子的输出功率，而入口装备用来检测输入功率。该方法只是关于机器磨损的一种整体性的方法，并不能估算机器中与关键位置对应的元件的磨损。

发明内容

[04]特别地，本发明试图通过提出新的设备来弥补这些缺陷，所述新的设备允许包含在其中的机器的运行条件得到优化，其中，根据机器的磨损计划维修操作，并且，对于所述机器的运行速度，可以考虑所述预期磨损。

[05]出于这个目的，本发明涉及水力设备，其包括：至少一个，为涡轮、泵或者涡轮-泵类型的机器，受强迫的水流从该机器中穿过；和用于控制所述机器的单元。所述设备的特征在于还包括：

[06]-至少一个试样和/或喷嘴，其代表所述机器的元件的一部分，

[07]-输送装置，其用来向所述试样和/或向所述喷嘴输送所述受强迫的水流的一部分，

[08]-测量装置，通过所述试样和/或所述喷嘴的磨耗来测量磨损，以及

[09]-至少一个磨损估算装备，其包括所述的试样和/或喷嘴、所述的用来输送水流的一部分的输送装置和所述的测量装置，在所述设备运行期间，所述的磨损估算装备能够向所述控制单元提供用来通过所述机器(1)的至少一个元件(2，61)的磨耗来估算磨损的信号。

[10]对于本发明，为了在运行期间将所述的磨损考虑在内，实时的估算所述设备内的特殊参数是可能的，所述的特殊参数是对由于所述机器内的一个或者多个关键的旋转或者固定元件的磨耗而造成的磨损有影响的。本发明的设备可以集中在由于设备中的关键或者基本元件的磨耗而造成的磨损的测量结果上，所述的关键或者基本元件例如是涡轮机叶轮或上游导流叶片。因此，当强迫水流中带有很多沙粒或者其它磨粒的时候，可以根据水力学来改变设备的运行条件以限制关键元件的磨损。本发明的设备还考虑到了机器的关键元件上所累积的磨损，那就是以优化的方式来计划设备关停维修的周期。

[11]根据本发明的一些有利的但不是必需的方面，该类设备可以结合以下的一个或者多个特征：

[12]-所述的输送装置包括压力调节装置，所述压力调节装置用来调节朝向所述试样的或者朝向所述喷嘴的所述水流的部分的压力。

[13]-该设备包括多个磨损估算装备，每个磨损估算装备装纳有试样所述试样代表所述机器的元件的一部分，并且，所述估算装备的用来将水输送到各个试样上的输送装置从管道并联地被提供，强迫水流在所述管道内流动；并且，每个磨损估算装备配有单独的用来调节所述水流的部分的压力的装置。

[14]-磨损估算装备包括至少一个单元，所述单元用来测量磨粒、尤其是沉淀物的数量和类型，所述磨粒被运载到为所述机器提供水流的水库内，该单元被安装在流入所述水库的水道上。

[15]-磨损估算装备包括至少一个用来测量穿过所述机器的磨粒、尤其是沉淀物的数量和类型的单元，该单元被提供有来自上游管道的水流，所述上游管道用来将水输送到所述机器。

[16]-控制单元包括计算装置，其基于由所述的或各个磨损估算装置提供的估算信号，计算所述机器的至少一部分的瞬时磨损和/或预期磨损，控制单元还包括控制装置，其根据由所述计算装置计算出的预期磨损来控制所述机器。

[17]本发明还涉及一种用来控制前面所描述的设备的方法，更具体地说是一种包括如下步骤的方法：

[18]-a)将强迫水流的一部分输送到试样和/或喷嘴，所述试样和/或喷嘴代表所述机器元件的一部分，

[19]-b)由所述试样和/或喷嘴的磨耗来测量磨损，

[20]-c)在设备运行期间，向所述机器控制单元提供由所述元件的磨耗来估算磨损的信号，

[21]-d)基于提供到所述控制单元中的信号，估算所述机器元件的磨耗的瞬时磨损和/或预期磨损，

[22]-e)考虑步骤d)中完成的磨损估算，确定所述设备的运行速度，包括用于维修的关停状态。