[发明专利]汽轮发电机轴承安全风险在线监视与控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽轮发电机轴承安全风险在线监视与控制装置及方法，属于汽轮发电机技术领域。

背景技术

汽轮发电机的轴承为径向轴承，用来承担汽轮发电机转子重量和旋转的不平衡力并确定转子的径向位置，从而保证汽轮发电机转子与定子之间正确的径向间隙。汽轮发电机轴承发生轴瓦烧损、轴瓦磨损、轴承漏油和轴瓦温度偏高的故障模式，后果严重。汽轮发电机轴承的安全风险同轴承故障可能性和轴承故障后果有关；汽轮发电机轴承故障可能性同故障概率和故障特征信号有关，汽轮发电机轴承的故障后果同检修时间长短及故障危害性有关。现有的汽轮发电机的热工保护系统，具有转子振动、轴瓦金属温度、轴承回油温度与轴承润滑油压力的在线保护功能，还没有汽轮发电机轴承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发电机轴承安全风险在线监视与控制装置和方法，实现汽轮发电机轴承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发电机轴承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、轴瓦金属温度传感器、轴承回油温度传感器和轴承润滑油压力传感器，发电机的汽轮机侧轴承和励磁机侧轴承上各设有两个振动传感器、一个轴瓦金属温度传感器、一个轴承回油温度传感器和一个轴承润滑油压力传感器，振动传感器、轴瓦金属温度传感器、轴承回油温度传感器和轴承润滑油压力传感器皆连接汽轮发电机热工保护系统接口，汽轮发电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发电机轴承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语言编写汽轮发电机轴承安全风险的计算软件，运行在计算服务器上，应用于汽轮发电机轴承安全风险在线监视与控制，其具体步骤为：

第一步：计算汽轮发电机轴承的故障概率F_Pi：使用计算机软件，分别在线计算发电机汽轮机侧轴承和励磁机侧轴承发生第i种故障模式的概率F_Pi

式中，n_i为本台汽轮发电机各轴承已发生第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发电机相应轴承发生第i种故障模式的总次数的历史数据统计值，t_i为本台汽轮发电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发电机使用的总日历小时数的历史数据的统计值；

    第二步：在线监视汽轮发电机转子振动信号：采用振动传感器（1），在线监视汽轮发电机转子振动双振幅，根据转子振动双振幅监视值的大小，分别定义发电机汽轮机侧轴承和励磁机侧轴承故障发生可能性的第1个系数P₁表示在表1；

表1：

第三步：在线监视汽轮发电机轴瓦金属温度信号：采用轴瓦金属温度传感器（2），在线监视汽轮发电机轴瓦金属温度，根据汽轮发电机轴瓦金属温度监视值的大小，分别定义发电机汽轮机侧轴承和励磁机侧轴承故障发生可能性的第2个系数P₂表示在表2；

表2：

第四步：在线监视轴承回油温度信号：采用轴承回油温度传感器（3），在线监视汽轮发电机轴承回油温度，根据汽轮发电机轴承回油温度监视值的大小，分别定义发电机汽轮机侧轴承和励磁机侧轴承故障发生可能性的第3个系数P₃表示在表3；

表3：

第五步：在线监视轴承润滑油压力信号：采用轴承润滑油压力传感器（4），在线监视汽轮发电机轴承润滑油压力，根据汽轮发电机轴承润滑油压力监视值的大小，分别定义发电机汽轮机侧轴承和励磁机侧轴承故障发生可能性的第4个系数P₄表示在表4；

    表4：

第六步：计算轴承的平均检修时间MTTR_i：使用计算机软件中已有的历史数据，分别在线计算发电机汽轮机侧轴承和励磁机侧轴承发生第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发电机相应轴承发生第i中故障模式引起的汽轮发电机的总的非计划停运时间；