[发明专利]一种汽轮机轴向推力快速监测方法

说明书

本发明涉及汽轮机监测设备技术领域，公开了一种汽轮机轴向推力快速监测方法，包括如下步骤：步骤一：获取待监测的汽轮机的汽轮机结构模型图，并根据汽轮机结构模型图判断对应的通流布置形式；步骤二：将汽轮机的结构分为多个膨胀段，获取各个膨胀段的蒸汽质量流量，并根据每个膨胀段的蒸汽参数计算得到各个膨胀段内的轴向推力值；步骤三：将各个膨胀段的蒸汽质量流量与计算得到的各个膨胀段内的轴向推力值间的关系输入汽轮机控制系统，汽轮机控制系统以各个膨胀段内的蒸汽质量流量为横坐标，各个膨胀段内的轴向推力值为纵坐标建立蒸汽与轴向推力的曲线，通过各个曲线得到各个膨胀段的轴向推力总值显示于主控室的屏幕上。

技术领域

本发明涉及汽轮机监测设备技术领域，尤其涉及一种汽轮机轴向推力快速监测方法。

背景技术

汽轮机是以一种常见的动力机械，通过将来自蒸汽发生器的高温高压的水蒸汽内能转化为转子旋转的机械能对外做功。随着蒸汽压力不断降低，比容增大，汽轮机的转子不断变粗、叶片不断变长。受汽轮机内部的压力分布和转子不断变粗的结构特点影响，转子在轴线方向上会产生推力，这种推力的方向可以是从前向后的也可以是从后先前的，一般通过转子上推力轴承来承载轴向推力，实现转子的受力平衡。

汽轮机在运行过程中，必须保证内部系统受力平衡稳定，才能为汽轮机的安全稳定运行提供基础保障。如果出现轴向推力过大，汽轮机组就需要停机，否则可能会发生推力轴承损坏，甚至叶片擦碰断裂等严重事故。汽轮机组停机一般会造成整个生产流程停顿，甚至原料报废，带来巨大的经济损失。

目前常见的监测轴向推力的方法，是通过轴承的润滑油回油温度来间接的确定推力轴承承受的轴向推力是否处于正常的范围。这种方法虽然常见，但是回油温度并不能反映轴向推力的大小，且油温是由温度传感器测量的，温度的反馈必然存在一定的滞后性；且仪器仪表等传感器存在损坏的可能，从而无法准确地监测轴向推力的大小。

发明内容

本发明意在提供一种汽轮机轴向推力快速监测方法，其具有能够快速并实时监测汽轮机轴向推力的优点。

为达到上述目的，本发明的基本方案如下：一种汽轮机轴向推力快速监测方法，包括如下步骤：

步骤一：获取待监测的汽轮机的汽轮机结构模型图，并根据汽轮机结构模型图判断对应的通流布置形式；

步骤二：将汽轮机的结构分为多个膨胀段，获取各个膨胀段的蒸汽质量流量，并根据每个膨胀段的蒸汽参数计算得到各个膨胀段内的轴向推力值；

步骤三：将各个膨胀段的蒸汽质量流量与计算得到的各个膨胀段内的轴向推力值间的关系输入汽轮机控制系统，汽轮机控制系统以各个膨胀段内的蒸汽质量流量为横坐标，各个膨胀段内的轴向推力值为纵坐标建立蒸汽与轴向推力的曲线，通过各个曲线得到各个膨胀段的轴向推力总值显示于主控室的屏幕上。

进一步地，所述膨胀段由一个或几个级组组成，每一级组定义为多级动静叶片组成的做功单元，且每一膨胀段内各级动静叶片的蒸汽流量相等。

进一步地，所述蒸汽质量流量包括进汽质量流量、抽汽质量流量以及排汽质量流量，各个膨胀段内的轴向推力值通过每个膨胀段内的进汽流量、抽汽流量以及排汽流量计算得到。

进一步地，所述轴向推力值包含两部分，一部分为汽轮机的动叶片对外做功产生的压力差引起的推力值，另一部分为汽轮机的转子和叶片几何形状带来的台阶面积或者锥形面引起的推力值。

进一步地，所述蒸汽质量流量由流量计测得。

进一步地，还包括步骤四：在压力变化时，根据压力范围变化的上下限，对同一个段绘制多条质量流量和推力曲线通过插值的方法补插连续函数，使得这条连续曲线通过全部给定的坐标点。