[实用新型]同步离合器状态监控装置

说明书

本实用新型提供一种同步离合器状态监控装置，包括：脉冲信号采集设备；所述同步离合器包括主动件、从动件、用于主动件和从动件之间扭力传导的中间件，其中，在主动件和从动件的光轴部分设置有预设的刻度标记；所述脉冲信号采集设备用于：采集变化脉冲信号和基准脉冲信号，所述变化脉冲信号由预设的刻度标记随着主动件转动而形成，所述基准脉冲信号由预设的刻度标记随着从动件转动而形成。该方案可以在同步离合器的啮合与脱开过程中对中间件的移动过程进行监测，及时发现异常，防止事故发生。

技术领域

本实用新型涉及同步离合器安全监测技术领域，特别涉及一种同步离合器状态监控装置。

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发电机组的轴系中，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，在燃气轮机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(Revolutions Perminute，转/分钟)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，高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。某联合循环电厂曾因同步离合器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，带有锁止环的同步离合器啮合过程如图3至图5所示(为了过程表示的清晰，同步离合器的棘轮棘爪结构在本图中未进行体现)。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，此时主动件转速低于从动件转速，同步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转速下转动，同步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，无论在同步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，主动件转速大于从动件转速时，由于转速差的推动使同步离合器啮合，当同步离合器处于啮合状态，如图4中所示，主动齿与从动齿相互啮合，此时主动件与从动件转速相同，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。如果此时主动件的转速再低于从动件，那么离合器将会脱开。在图5所示状态下，同步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，如果此时主动件的转速再低于从动件，同步离合器也不会脱开。整个轴系始终处于正常转速下，防止主动件在故障情况下脱开导致事故的发生。