[实用新型]预防汽轮机汽流激振发散的控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及汽轮机机组技术，特别是涉及一种预防汽轮机汽流激振发散的控制系统。

背景技术

汽轮机机组工作过程中，为提高机组热效率，通常会采取提高蒸汽参数(压力和温度)和减小密封间隙的措施，随着高压缸进汽密度和蒸汽流速不断增大，蒸汽作用在高压转子上的切向力对动静间隙、密封结构以及转子与汽缸对中度的敏感度提高，增大了作用在高压转子上的激振力，进而使得轴承稳定性降低，严重时，会由于汽轮机内部汽流激振力激励下引起转子超常振动，即引发汽流激振，影响机组的安全运行。

对于存在汽流激振故障的汽轮机机组，在高负荷工况下，汽流激振通常以发散型式快速增长，振动会在数秒或数分钟内被激发，极大的影响机组运行的安全。传统的解决汽流激振故障的方法是降负荷，但是在高负荷下直接降负荷容易引起机组的振动跳机的风险，存在安全性低的缺点。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种安全性高的预防汽轮机汽流激振发散的控制系统。

一种预防汽轮机汽流激振发散的控制系统，包括数据处理模块、故障分析模块、故障预防模块和阀门调节模块，所述故障分析模块分别连接所述数据处理模块、故障预防模块和阀门调节模块；

所述数据处理模块采集汽轮机的机组负荷和转子的振动信号，并比较所述汽轮机的机组负荷和预定负荷值，在所述汽轮机的机组负荷大于预定负荷值时根据所述转子的振动信号生成振动频谱图；

所述故障分析模块根据所述振动频谱图分析所述汽轮机是否存在汽流激振的隐患或是否已经出现汽流激振；

所述故障预防模块在所述汽轮机存在汽流激振的隐患时，调节所述汽轮机的工作参数以预防汽流激振的发散；

所述阀门调节模块在所述汽轮机已经出现汽流激振时，调节所述汽轮机的阀门，使得所述汽轮机的负荷降低。

上述的一种预防汽轮机汽流激振发散的控制系统，故障分析模块对数据处理模块采集的汽轮机的转子的振动信号进行分析，判断是否存在汽流激振的隐患或者是否已经出现汽流激振，若存在汽流激振的隐患，则故障预防模块调整汽轮机的工作参数预防汽流激振故障；若已经出现汽流激振，则阀门调节模块调节汽轮机的高压阀门，降低机组负荷从而预防汽流激振发散。通过对汽流激振的预判或判断，采取相应的预防汽流激振发生或预防汽流激振发散的措施，降低了高负荷下机组跳机的风险，使得对汽流激振故障处理的安全性高。

附图说明

图1为本实用新型预防汽轮机汽流激振发散的控制系统的模块示意图；

图2为一实施例中图1所示数据处理模块的结构图；

图3为一实施例中图1所示故障预防模块的结构图；

图4为一实施例中图3所示升负荷模式调节单元的结构图；

图5为另一实施例中图1所示故障预防模块的结构图。

具体实施方式

汽轮机是一种将蒸汽的热能转化为机械能的回转式原动机，带动发电机发电。汽轮机的机组负荷为工作负载，负荷超过限值为高负荷，即工作负载大，否则为低负荷，工作负载小。

汽流激振与机组负荷具有很强的关联性，通过多台机组汽流激振的实测数据分析，发生汽流激振的机组均在一个负荷阈值。当机组负荷低于负荷阈值时，由于系统阻尼的存在，汽流力所做的功能够被系统阻尼消耗，还不足以导振动超标；当机组负荷超过负荷阈值时，即使升负荷率平缓，系统阻尼消耗的能量小于汽流所做功时，作用在高压转子的汽流能量被不断蓄积，激振力不断增加导致振动超标，而发生汽流激振。

参考图1，本实用新型预防汽轮机汽流激振发散的控制系统的较佳实施例中，包括数据处理模块110、故障分析模块130、故障预防模块150和阀门调节模块170，故障分析模块130分别连接数据处理模块110、故障预防模块150和阀门调节模块170。

数据处理模块110采集汽轮机的机组负荷和转子的振动信号，并比较汽轮机的机组负荷和预定负荷值，在汽轮机的机组负荷大于预定负荷值时根据转子的振动信号生成振动频谱图。

预定负荷值为如前所述机组发生汽流激振的负荷阈值。具体地，预定负荷值为500兆瓦，为高负荷工况。因此，数据处理模块110通过获取机组负荷，并在机组负荷超过预定负荷值时根据转子的振动信号生成振动频谱图，以便于对机组负荷超过预定负荷值的转子振动情况进行分析。