[发明专利]汽轮机动叶片安全风险在线监视与控制装置及方法

权利要求书

1.一种汽轮机动叶片安全风险在线监视与控制装置，其特征在于，包括振动传感器（1）和轴向位移传感器（2），高中压缸两侧的轴颈以及低压缸两侧的轴颈上各设有两个振动传感器（1），高中压缸的调速器侧推力轴承上设有一个轴向位移传感器（2），振动传感器（1）和轴向位移传感器（2）皆与汽轮机热工保护系统接口连接，汽轮机热工保护系统接口连接计算服务器，计算服务器连接网页服务器连接用户端浏览器。

2.如权利要求1所述的汽轮机动叶片安全风险在线监视与控制装置，其特征在于，所述的振动传感器（1）与水平面之间的夹角为45°。

3.一种汽轮机动叶片的安全风险在线监视与控制方法，其特征在于，使用权利要求1或2所述的装置，采用C语言编写汽轮机动叶片安全风险的计算软件，运行在计算服务器上，应用于汽轮机动叶片安全风险在线监视与控制，其具体步骤为：

第一步：计算汽轮机动叶片的故障概率F_Pi：使用计算机软件，分别在线计算汽轮机高中压缸调速器侧动叶片、高中压缸发电机侧动叶片、低压缸调速器侧动叶片和低压缸发电机侧动叶片发生第i种故障模式的概率F_Pi：

式中，n_i为本台汽轮机高中压缸调速器侧动叶片、高中压缸发电机侧动叶片、低压缸调速器侧动叶片或低压缸发电机侧动叶片已发生第i种故障模式的次数，n_0i为软件数据文件中已有的同型号汽轮机相应动叶片发生第i种故障模式的总次数的历史数据统计值，t_i为本台汽轮机从投运至当前的日历小时数，t_0i为软件数据文件中已有的同型号汽轮机使用的总日历小时数的历史数据的统计值；

    第二步：在线监视汽轮机转子振动信号：采用振动传感器（1），在线监视汽轮机转子振动双振幅，根据转子振动双振幅监视值的大小，分别定义高中压缸调速器侧动叶片、高中压缸发电机侧动叶片、低压缸调速器侧动叶片和低压缸发电机侧动叶片故障发生可能性的第1个系数P₁表示在表1；

表1 ：

转子振动双振幅P₁转子振动双振幅监视值小于等于报警值1转子振动双振幅监视值大于报警值2

第三步：在线分析转子振动频谱：使用计算软件，在线分析转子振动频谱，根据频谱分析结果，分别定义高中压缸调速器侧动叶片、高中压缸发电机侧动叶片、低压缸调速器侧动叶片和低压缸发电机侧动叶片故障发生可能性的第2个系数P₂表示在表2；

表2：

转子振动频谱分量P₂工频2其它1

第四步：在线监视汽轮机转子轴向位移信号：采用轴向位移传感器（2），在线监视汽轮机转子的轴向位移，根据转子轴向位移监视值的大小，分别定义高中压缸调速器侧动叶片、高中压缸发电机侧动叶片、低压缸调速器侧动叶片和低压缸发电机侧动叶片故障发生可能性的第3个系数P₃表示在表3；

表3：

转子轴向位移P₃转子轴向位移监视值没有达到报警值1转子轴向位移监视值达到报警值2

第五步：计算动叶片的平均检修时间MTTR_i：使用计算软件，分别在线计算汽轮机高中压缸调速器侧动叶片、高中压缸发电机侧动叶片、低压缸调速器侧动叶片和低压缸发电机侧动叶片发生第i种故障模式的平均检修时间MTTR_i；

式中，τ_0i为软件数据文件已有的同型号汽轮机相应动叶片发生第i中故障模式引起的汽轮机的总的非计划停运时间；

    第六步：确定动叶片故障后果的权重系数W_i：分别定义汽轮机高中压缸调速器侧动叶片、高中压缸发电机侧动叶片、低压缸调速器侧动叶片和低压缸发电机侧动叶片发生以下三种故障模式的故障后果的权重系数W_i表示在表4；

表4：

故障模式W_i叶片断裂3围带断裂2拉筋断裂1

第七步：计算汽轮机动叶片的安全风险排序数RPN_i：使用计算软件，采用第一到第六步中的运算结果，分别计算汽轮机高中压缸调速器侧动叶片、高中压缸发电机侧动叶片、低压缸调速器侧动叶片和低压缸发电机侧动叶片发生第i种故障模式的安全风险排序数RPN_i；

RPN_i=F_P×P₁×P₂×P₃×MTTR_i×W_i；

第八步：评定汽轮机动叶片安全风险等级：根据汽轮机安全风险排序数的RPN_i大小，分别把汽轮机高中压缸调速器侧动叶片、高中压缸发电机侧动叶片、低压缸调速器侧动叶片和低压缸发电机侧动叶片的安全风险分为5个等级，表示在表5；

表5：

第九步：确定动叶片最大安全风险排序数RPN_max：采用如下公式，计算汽轮机高中压缸调速器侧动叶片、高中压缸发电机侧动叶片、低压缸调速器侧动叶片和低压缸发电机侧动叶片的安全风险排序数中的最大安全风险排序数RPN_max

RPN_max=max{RPN_i}

第十步：推荐汽轮机动叶片的风险控制措施：根据汽轮机动叶片的最大安全风险排序数RPN_max的计算值，推荐以下风险控制措施对策：

（1）若RPN_max<8，有五级风险，轻微风险，可接受风险，建议按《发电企业设备检修导则》规定的检修间隔和检修内容安排A级检修，进行全面检查；

（2）若8≤RPN_max<24，有四级风险，普通风险，可接受风险，建议在下次A级检修中，进行全面检查；

（3）若24≤RPN_max<72，有三级风险，重要风险，不可接受风险，建议在本年内安排A级检修，进行全面检查；

（4）若72≤RPN_max168，有二级风险，严重风险，不可接受风险，建议在本月内安排A级检修，进行全面检查；

（5）若RPN_max≥168，有一级风险，重大风险，不可接受风险，建议本周内安排A级检修，进行全面检查。