[发明专利]用于监测翼型件的健康状况的系统和方法

说明书

技术领域

本公开的实施例大体涉及用于监测转子叶片或翼型件的健康状况的系统和方法。

背景技术

转子叶片或翼型件在许多装置中扮演重要的角色，若干个实例包括轴向压缩机、涡轮、发动机、涡轮机等等。例如，轴向压缩机具有一系列的级，各个级包括一排转子叶片或翼型件，随后是一排静叶片或静翼型件。因此，各个级包括一对转子叶片或翼型件和静翼型件。典型地，转子叶片或翼型件会提高通过入口进入轴向压缩机的流体的动能。此外，静叶片或静翼型件大体通过扩散来将流体的提高的动能转换成静压力。因此，转子叶片或翼型件和静翼型件对于提高流体的压力扮演重要的角色。

此外，由于包括翼型件的轴向压缩机的广泛的和各式各样的应用的原因，转子叶片或翼型件和静翼型件更加重要。轴向压缩机例如可用于许多装置中，例如，基于地面的燃气轮机、喷气发动机、高速船用发动机、小型发电站等等。另外，轴向压缩机可用于各式各样的应用中，例如，大容量空气分离装置、高炉空气、流体催化裂化空气、丙烷脱氢等等。

翼型件在会影响翼型件的健康状况的极端的和各式各样的运行条件(例如高速、高压和高温)下运行较长的小时数。除了极端的和各式各样的条件以外，某些其它因素会导致翼型件的疲劳和应力。这些因素例如可包括惯性力(包括离心力)、压力、翼型件的共振频率、在翼型件中的振动、振动应力、温度应力、翼型件的移座(reseating)、气体或其它流体的负荷等等。应力和疲劳在一定时间段内的长期增加会在翼型件中导致缺陷和裂缝。裂缝中的一个或多个可随着时间而变宽，导致翼型件或翼型件的一部分的释放。翼型件的释放对于包括翼型件的装置而言可为危险的，并且因此可导致巨大的金钱损失。另外，其对于在装置附近的人员而言是不安全和可怕的。

因此，开发出可实时地预测翼型件的健康状况的系统和方法是非常合乎需要的。更具体而言，开发出可实时地预测裂缝或破裂的系统和方法是合乎需要的。

发明内容

简要地，根据本技术的一方面，提供了一种用于监测一个或多个叶片的健康状况的方法。该方法包括以下步骤：基于一个或多个叶片的相应的实际到达时间(TOA)来确定对应于一个或多个叶片中的各个的ΔTOA；通过从ΔTOA中去除一个或多个运行数据的影响来确定对应于一个或多个叶片中的各个的规格化ΔTOA；以及通过从规格化ΔTOA中去除一个或多个叶片的移座的影响来确定对应于一个或多个叶片中的各个的修正ΔTOA。

根据一方面，提供了一种系统，其包括处理子系统。该处理子系统基于一个或多个叶片的相应的实际到达时间(TOA)来确定对应于一个或多个叶片中的各个的ΔTOA，通过从ΔTOA中去除一个或多个运行数据的影响来确定对应于一个或多个叶片中的各个的规格化ΔTOA，并且通过从规格化ΔTOA中去除一个或多个叶片的移座的影响来确定对应于一个或多个叶片中的各个的修正ΔTOA。

附图说明

当参照附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，在附图中，类似的标号在所有图中表示类似的部件，其中：

图1是根据本系统的一个实施例的叶片健康状况监测系统的示例性示意图；

图2是表示根据本技术的一个实施例的用于确定叶片的静态偏转和动态偏转的示例性方法的流程图；

图3是表示根据本技术的一个实施例的用于确定叶片的静态偏转的示例性方法的流程图；

图4是表示根据本技术的另一个实施例的用于确定叶片的静态偏转的示例性方法的流程图；

图5是表示根据本技术的又一个实施例的用于确定叶片的静态偏转的示例性方法的流程图；以及

图6是表示根据本技术的一个实施例的用于确定对应于叶片的移座偏移量的方法中的步骤的流程图。

具体实施方式

如下面详细论述的那样，本系统和技术的实施例会评估一个或多个叶片或翼型件的健康状况。更具体而言，本系统和技术确定由于在叶片或翼型件中的一个或多个缺陷或裂缝而引起的叶片或翼型件的静态偏转。在下文中，将可交换地使用用语“翼型件”和“叶片”。静态偏转例如可用来指代叶片的原始或期望位置相对于叶片的期望或原始位置的稳定变化。本系统和技术的某些实施例还确定了对应于叶片的动态偏转。如本文所用，用语“动态偏转”可用来指代在叶片的平均位置上的叶片的振动的幅度。