[发明专利]汽轮机组转子振动同相分量平稳性实时辨识方法

说明书

技术领域

本发明属于旋转机械振动状态监测与故障诊断技术领域，尤其涉及一种汽轮机组转子振动同相分量平稳性实时辨识方法。

背景技术

汽轮发电机组的安全可靠性是设备设计制造阶段和运行使用中的首要问题之一。机组振动是机组安全可靠性的一项重要指标。振动情况恶化的机组，经常发生减负荷运行，或停机处理，或紧急强迫停机。对振动的处理不当或出现突发性的振动，都可能使机组发生局部或整体的严重故障。

汽轮发电机组在工作转速下长期运行，对振动平稳性要求较高。汽轮发电机组转子如果一阶临界转速振动过大，会对工作转速造成较大的影响，在工作转速下存在较大的同相振动分量。

汽轮发电机组轴系转子振动同相分量平稳性判别工作需要由具有一定现场振动故障诊断经验的专家完成，对专家的主观性依赖程度较高，客观性较差。因此，提出一种汽轮机组转子振动同相分量平稳性实时辨识方法就显得十分重要。

本发明提供的汽轮机组转子振动同相分量平稳性实时辨识方法，对机组轴系转子振动同相分量变化情况进行实时自动在线监测、分析、判别，提高转子振动同相分量平稳性辨识效率和准确度。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种汽轮机组转子振动同相分量平稳性实时辨识方法，用于对机组轴系转子振动同相分量变化情况进行实时自动在线监测、分析、判别，提高转子振动同相分量平稳性辨识效率和准确度。

技术方案是，一种汽轮机组转子振动同相分量平稳性实时辨识方法，其特征在于包括下列步骤：

步骤1：设定时长T和步进的长度t；

步骤2：获取转子两侧支持轴承的轴相对振动数据、转子的转速信号以及键相信号；

步骤3：根据转子两侧支持轴承的轴相对振动数据，计算转子两侧支持轴相对振动同相分量的幅值和相位并存储所述幅值和相位；

步骤4：判断是否达到设定时长T，如果达到，则执行步骤5；否则，执行步骤6；

步骤5：步进一个长度t后，返回步骤2；

步骤6：根据每次步进一个长度t时存储的转子两侧支持轴相对振动同相分量的幅值及相位，验证同相分量幅值比熵均值和同相分量相位差值；

步骤7：判断验证同相分量幅值比熵均值和同相分量相位差值是否都通过，如果是，则判定汽轮机组转子振动同相分量平稳；否则，判定汽轮机组转子振动同相分量不平稳。

所述步骤3具体包括：

步骤101：根据转子两侧支持轴承的轴相对振动数据，利用快速傅立叶变换频谱分析方法，实时同步计算转子两侧支持轴承相对振动工频振动幅值和相位；将转子一侧支持轴承相对振动工频振动幅值记为a^ra，相位记为p^ra；转子另一侧支持轴承相对振动工频振动幅值记为a^rb，相位记为p^rb；

步骤102：利用公式A^real＝a^ra×cos(p^ra)和A^imagi＝a^ra×sin(p^ra)，计算转子一侧支持轴承的轴振工频振动矢量的实部A^real和虚部A^imagi；利用公式B^real＝a^rb×cos(p^rb)和B^imagi＝a^rb×sin(p^rb)计算转子另一侧支持轴承的轴振工频振动矢量的实部B^real和虚部B^imagi；

步骤103：利用公式计算出转子两侧支持轴承的轴振工频振动的同相分量

步骤104：利用S^real＝1/2×(A^real+B^real)和S^imagi＝1/2×(A^imagi+B^imagi)，计算所述同相分量的实部S^real和虚部S^imagi，再利用公式计算转子两侧支持轴相对振动同相分量的幅值，利用公式S^phase＝(180/π)×arctan(S^real/S^imagi)计算出转子两侧支持轴相对振动同相分量的相位。

所述验证同相分量幅值比熵均值具体是：