[发明专利]基于相关性的汽轮机轴承温度高跳机征兆捕捉方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于相关性的汽轮机轴承温度高跳机征兆捕捉方法及装置。该方法结合目标轴承温度及与其相关的运行参数能够在线捕捉到可能发生的跳机异常。本发明不需要增加额外的检测设备，也不需要针对汽轮机轴承建立复杂的物理模型，只需要目标轴承温度运行参数和与目标轴承温度相关的机组运行参数的历史数据就能完成跳机前异常征兆捕捉模型的建立，便于推广应用。

技术领域

本发明涉及发电机组异常检测领域，更确切地说涉及一种大型火力发电机组轴承温度高跳机前异常征兆检测方法。

背景技术

作为火力发电机组组重要的一部分，汽轮机轴承起着支撑转子的作用。一旦其发生异常跳机，不仅会造成安全事故，而且对电厂将造成巨大的经济损失。然而由于其特殊的工作条件，轴承发生故障的频率要比其它部件高得多，因此，如果能够提前检测出可能发生的跳机故障，就可以做好准备，甚至能够阻止故障的发生。目前，越来越多的研究将目光投向火电机组的异常检测，方法主要分为基于模型和基于数据两大类。基于模型的方法需要充分理解火电机组的机理，并建立准确的模型，这在复杂的工况下是十分困难的。而基于数据的方法有如基于机器学习的方法，通过大量的案例数据，训练出一个合适的模型用于异常的检测。但是大量的用于训练模型的异常案例数据一般是难以获得的。因此，目前的现有技术中很难对火力发电机组中汽轮机轴承温度高跳机之前的异常征兆进行检测。

发明内容

本发明的目的是解决汽轮机中轴承温度高跳机征兆无法提前捕捉的技术问题，提出一种基于相关性的汽轮机轴承温度高跳机征兆捕捉方法，该方法结合目标轴承温度及与其相关的运行参数能够在线捕捉到可能发生的跳机异常。本发明中，所谓“汽轮机轴承温度高跳机”是指汽轮机轴承因为温度过高导致发生跳机故障。

为了实现上述发明目的，本发明具体采用的技术方案如下：

一种基于相关性的汽轮机轴承温度高跳机征兆捕捉方法，其包括如下步骤：

S1、实时监测汽轮机中的目标轴承温度以及与目标轴承温度具有相关性的机组运行参数，获得每一个监测指标的时程变化数据；所述机组运行参数包括配对轴承温度、目标轴承X向(轴承平面中的水平径向)振动和配对轴承Y向(轴承平面中的垂直径向)振动，所述配对轴承为与目标轴承配合支撑同一个汽轮机缸体的轴承；

S2、根据S1中得到的时程变化数据，计算当前时间窗内所述目标轴承温度与所述配对轴承温度之间的第一相关性系数，并判断第一相关性系数是否超过第一阈值范围；所述第一阈值范围为汽轮机在没有发生跳机故障的正常运行状态下目标轴承温度与配对轴承温度之间的相关性系数变化范围；

S3、根据S1中得到的时程变化数据，将当前时间窗内所述目标轴承X向振动信号与所述配对轴承Y向振动信号进行Box-Cox变换，然后计算变换之后两个振动信号之间的第二相关性系数，并判断第二相关性系数是否超过第二阈值范围；所述第二阈值范围为汽轮机在没有发生跳机故障的正常运行状态下经过Box-Cox变换的目标轴承X向振动信号与经过Box-Cox变换的配对轴承Y向振动信号之间的相关性系数变化范围；

S4、若监测到当前时间窗内第一相关性系数超过第一阈值范围且第二相关性系数超过第二阈值范围时，判定汽轮机出现轴承温度高跳机征兆。

与现有技术相比，本发明的方法和装置具有以下有益效果：

1、本发明的跳机征兆捕捉方法是根据运行参数的相关关系是否发生异常变化来进行跳机前异常征兆捕捉的，计算简单，容易实现，泛化能力强。

2、本发明的跳机征兆捕捉方法不需要增加额外的检测设备，也不需要针对汽轮机轴承建立复杂的物理模型，只需要目标轴承温度运行参数和与目标轴承温度相关的机组运行参数的历史数据就能完成跳机前异常征兆捕捉模型的建立，方便推广。

3、本发明的跳机征兆捕捉方法能够较早的检测出可能发生的跳机异常，有利于提早做好机组的异常处理工作准备。

附图说明