[发明专利]基于摆度数据监测立式水轮发电机主轴线曲折的方法

说明书

本发明提供一种基于摆度波形数据监测立式水轮发电机主轴线曲折的方法，包括下列步骤：1）通过水轮发电机组状态监测系统，从分别安装在上导、下导、水导三个轴承部位的+X方向、+Y方向的共六个位移传感器，获取360°上n个位点的轴承摆度波形值；2）表示各轴承的摆度波形值；3）计算各轴承的摆度波形平均值：4）计算各轴承的实际摆度波形值；5）按照水平投影原理计算主轴线曲折度；6）合成曲折度；7）计算实际相位值；8）计算各曲折度的分量；9）计算曲折度平均值；10）计算曲折方位；11）计算结果与实际测量偏差小于0.04mm/m为正常，大于的出现曲折。提高机组运行的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种监测水轮机主轴线曲折的方法，尤其是一种基于采集的摆度波形数据对立式水轮发电机组主轴线曲折量及曲折方位进行监测的方法，属于水轮发电机运行状态监测技术领域。

背景技术

立式水轮发电机组主轴包括发电机主轴和水轮机主轴，两主轴通过端部法兰和螺栓进行连接，用贯穿机组主轴的中心线来代表实际的机组轴线。理论上发电机轴与水轮机轴连接后，所形成的机组主轴的轴线应当是一条铅直线，但由于受制造、安装误差以及机组长期运行中产生的振动和摆度影响，会导致机组主轴的轴线在法兰处出现曲折。按技术要求：机组主轴线曲折在规定范围内即认为合格，反之当机组主轴线曲折超过规定值时，需要在水轮发电机机组安装或大修时，对机组主轴线进行检查、调整，否则会对机组的振动、摆度及受力造成很大影响，甚至会影响水轮发电机的正常运行，严重时会威胁水轮发电机组的安全或对设备造成不可逆的损伤。因此适时监测水轮发电机组轴线是否铅直，对水轮发电机组安全运行具有重要意义。

现有技术对水轮发电机组的主轴线监测主要依靠检修时的盘车完成，盘车主要分为人工盘车、机械盘车、电动盘车，人工盘车是人力推动机组主轴转动；机械盘车是用桥机做牵引，通过钢丝绳和滑轮来拖动机组主轴转动；电动盘车是给发电机通直流电后，在定转子磁场力作用下，使机组主轴缓慢转动；但不论是何种盘车，都需要同时在水轮发电机主轴各部位安装百分表，通过外部作用力让机组主轴转动，如此不断地来回操作，以获得主轴摆度数据，然后对各检测点获得的摆度数据进行分析，以此判断水轮发电机主轴线是否存在曲折。

显然现有的盘车是一项复杂、费时、费力的工作，对检修人员技术水平要求较高，而且存在人为误差，通常需要在机组检修期超过30天才能进行，而且水轮发电机组通常一年才检修一次，日常运行中无法准确判断机组主轴线是否存在曲折，直接影响水轮发电机组正常运行。因此，有必要对现有技术加以改进。

发明内容

为了实时准确监测水轮发电机组主轴线曲折程度以及曲折方位，避免因主轴线曲折过大而造成机组振动和摆度增大，进而使设备受力增大，影响设备使用寿命等问题，本发明通过实时采集水轮发电机组摆度波形数据，并对所采摆度波形数据进行综合计算，及时获得主轴线曲折程度是否超过规定值，同时得出主轴线曲折方位，以提前制定处置措施，提高机组运行安全，延长设备使用周期。

本发明通过下列技术方案实现：一种基于摆度波形数据监测立式水轮发电机主轴线曲折的方法，其特征在于包括下列步骤：

1)通过水轮发电机组状态监测系统，从分别安装在上导、下导、水导三个轴承部位的+X方向、+Y方向的共六个位移传感器，获取360°上n个位点的轴承摆度波形值；

2)分别用X_上[n]、X_下[n]、X_水[n]、Y_上[n]、Y_下[n]、Y_水[n]表示上导、下导、水导轴承在+X、+Y方向获取的360°上n个位点的摆度波形值，其中：n＝1，2，3…；

3)按如下公式分别计算上导、下导、水导轴承在360°上n个位点的摆度波形平均值：

(i＝上导、下导、水导)，(n＝1，2，3…)；

(i＝上导、下导、水导)，(n＝1，2，3…)；