[发明专利]汽轮机转子安全风险在线监视与控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽轮机转子安全风险在线监视与控制装置及方法，属于汽轮机技术领域。

背景技术

转子是汽轮机的重要部件，它将蒸汽作用在叶片上的圆周力转换成旋转的机械能并通过它带动发电机发出电能。由于汽轮机转子高速旋转且承受很大的离心力，转子的安全性，对汽轮机的安全运行来说是至关重要的。在汽轮机的运行中发生转子碰磨、大轴弯曲和振动偏大的故障模式，后果严重。汽轮机转子的安全风险同转子故障可能性和转子故障后果有关；汽轮机转子故障可能性同故障概率和故障特征信号有关，汽轮机转子的故障后果同检修时间长短及故障危害性有关。现有的汽轮机热工保护系统，具有转子振动、汽轮机胀差与转子偏心的在线保护功能，还没有汽轮机转子安全风险的在线监视与控制功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽轮机转子安全风险在线监视与控制装置和方法，实现汽轮机转子安全风险的在线监视与控制。

为了实现以上目的，本发明提供了一种汽轮机转子安全风险的在线监视与控制装置，其特征在于，包括振动传感器、汽轮机胀差传感器和转子偏心监测器，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，高中压缸发电机侧的轴颈以及低压缸发电机侧的轴颈上各设有一个汽轮机胀差传感器，高中压缸调速器侧的轴颈以及低压缸发电机侧的轴颈上各设有一个转子偏心监测器，振动传感器、汽轮机胀差传感器和转子偏心监测器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，网页服务器连接用户端浏览器。

优选地，所述的振动传感器与水平面之间的夹角为45°。

本发明还提供了一种汽轮机转子的安全风险在线监视与控制方法，其特征在于，使用上述装置，采用C语言编写汽轮机转子安全风险的计算软件，运行在计算服务器上，应用于汽轮机转子安全风险在线监视与控制，其具体步骤为：

第一步：计算汽轮机转子的故障概率F_Pi：使用计算机软件，分别在线计算汽轮机高中压转子和低压转子发生第i种故障模式的概率F_Pi

式中，n_i为本台汽轮机高中压转子或低压转子已发生第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转子发生第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，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，分别定义汽轮机高中压转子和低压转子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小于等于报警值1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，分别定义表示汽轮机高中压转子和低压转子故障发生可能性的第2个系数P₂表示在表2；

表2:

第四步：在线监视汽轮机胀差信号：采用汽轮机胀差传感器，在线监视汽轮机转子与汽缸的胀差，根据汽轮机胀差监视值的大小，分别定义汽轮机高中压转子和低压转子故障发生可能性的第3个系数P₃表示在表3；

表3：

第五步：在线监视汽轮机转子偏心信号：采用转子偏心监测器，在线监视汽轮机转子偏心，根据汽轮机转子偏心监视值的大小，分别定义汽轮机高中压转子和低压转子故障发生可能性的第4个系数P₄表示在表4：