[实用新型]同步离合器的中间件位置监测装置

说明书

技术领域

本申请涉及同步离合器安全监测技术领域，尤其涉及一种同步离合器的中间件位置监测装置。

背景技术

目前，随着西气东输工程的完善和国内发电机组节能环保的高要求，我国已经建设一大批“燃气—蒸汽”联合循环电站。在现有联合循环电厂机组轴系中，无论是单轴布置轴系还是多轴布置中的汽轮机轴系，大部分都配置有同步离合器，轴系结构如图1和图2所示。

对于单轴布置轴系来讲，同步离合器的设置能够让机组同时实现快速启停与能源的高效利用。如图1所示，燃气轮机与蒸汽轮机同轴布置，在发电机与蒸汽轮机之间设置有同步离合器。在机组启动期间，燃气轮机转速大于蒸汽轮机，蒸汽轮机处于脱开状态，燃气轮机单独运行进行快速启动，实现调峰功能。在燃气轮机启动稳定以后，再利用燃气轮机尾气能量产生蒸汽，推动蒸汽轮机运行，蒸汽轮机升速至3000rpm以后通过同步离合器与燃气轮机并车进行同轴做功，实现联合循环功能，提高能源的利用效率。

对于多轴布置中的汽轮机轴系，同步离合器的设置能够让机组在纯凝、抽凝、背压等方式下相互切换。如图2所示，在蒸汽轮机的高中压缸与低压缸之间配置同步离合器，当低压缸转速低于高中压缸时，低压缸脱开，高中压缸单独运行，中压缸排汽可以全部用来供热，实现机组的背压供热功能。当低压缸转速高于高中压缸时，低压缸会通过离合器与高中压缸啮合，实现同轴做功，提高纯凝和抽凝模式下能源的利用效率。

轴系中同步离合器的设置可以整体上提高能源的利用效率，产生了巨大的经济效益，但是对发电机组的安全运行也带来了诸多问题。某电厂因离合器的故障造成整个轴系无法正常运行，甚至造成运行机组的非计划停机，带来的损失不可估量。

目前，带有锁止环的离合器啮合过程的示意图如图3-图5所示(为了过程表示的清晰，离合器的棘轮棘爪结构在图中未进行体现)。离合器主要包括主动件、从动件和用于主动件和从动件之间扭力传导的中间件；中间件滑动设置在主动件与从动件配合而成的空腔内；中间体的外周侧设置有向外侧延伸的主动齿，从动件的内周侧设置有向内延伸的从动齿，当中间体滑至左侧与主动轴接触时，主动齿与从动齿相互啮合。锁止环通常滑动设置在主动件外侧，用于固定中间件；锁止环与主动件上设置有用于控制锁止环位移的滑道，当锁止环位于滑道的靠近从动件一侧的尽头时，锁止环与从动件之间留有一段空隙。

在图3所示状态下，离合器处于脱开状态，主动齿与从动齿脱开，主动件与从动件在各自的状态下转动，离合器处于非工作状态。此时，锁止环与中间件和主动件同时旋转。由于锁止与解锁的需求，锁止环此时距离从动件距离非常近，导致此处没有空间进行其他测量装置的安装。所以，中间件的位置是一个盲点，无论在离合器的停止或者运行状态下，中间件的位置一直处于未知状态。

在图4所示状态下，离合器处于啮合状态，如图中所示，主动齿与从动齿相互啮合，此时开始扭矩的传递。但是扭矩只能从主动件传递至从动件，锁止环此时未锁定。

在图5所示状态下，离合器处于啮合状态，锁止环此时已锁定。这种状态下，即使主动件出现某种故障失去力矩，从动件也可以将自身力矩传递至主动件，使整个轴系仍处于正常转速下，防止主动件在故障情况下脱开导致事故的发生。

对于联合循环电厂的上述离合器来讲，目前正常的监测参数仅仅有离合器本身的脱开、啮合、锁定三种监测信号，脱开、啮合、锁定三种信号仅为状态量，无法对离合器在脱开与啮合中的过程进行监测，如果在啮合与脱开的过程中发生故障，那么现有监测手段无法捕捉到故障信息。比如某电厂用高中压缸与低压缸的转速差判断离合器是否已经脱开，远方监测显示转速差大于50rpm，工作人员判定已经脱开。但实际上内部的滑动组件由于滑动受阻，虽然齿轮脱开，但是滑动组件并没有脱开到预定位，最终造成了动静齿轮碰磨，对设备造成了不可恢复的损坏。

综上，由于监测方面的不足，导致离合器出现故障以后，不能及时发现处理，最终离合器会在运行中损坏，轻则导致设备损坏，重则在运行过程中导致机组停机，造成如无法挽回的经济损失。

实用新型内容

为解决现有技术中的上述问题，本申请的一个目的在于提出一种同步离合器的中间件位置监测装置，可以对同步离合器的中间件位置进行实时监测，及时发现异常，防止事故发生。