CN104100310A - 用于燃气涡轮转子的自动定位的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于燃气涡轮转子的自动定位的方法。用于自动地定位燃气涡轮(1)的转子(2)的方法，所述方法包括利用控制单元(20)采集数据，以及处理该数据来将转子(2)带到根据HMI(30)而设定的期望位置。转子(20)的放置对控制单元(20)的指示通过键相器(40)来完成，键相器(40)包括得到针对键相器凸轮(70)的各次回转的数字脉冲的传感器，该数字脉冲用于向控制单元(20)给与转子(2)的放置的信息。

Description

用于燃气涡轮转子的自动定位的方法
技术领域
本发明涉及一种用于以准确且自动的方式定位燃气涡轮的转子的方法。
背景技术
在燃气涡轮的使用寿命期间，维护操作是对于保证涡轮自身的正确运转所必需的。在这些定期操作期间，完成控制和检查，且替换受损或磨损的部分或构件。
最受磨损的涡轮的部分是涡轮叶片，因为它们在高温下经历机械应力，且还经历由热气体引起的热腐蚀，涡轮利用热气体操作。因此，存在定期检查涡轮叶片来控制其完整性和功能性的需要。在计划的维护操作期间，为了能够检查涡轮的叶片，通常需要旋转涡轮的叶片，这通过旋转整个涡轮转子来完成。这尤其适用于内孔表面检查的情况，其中涡轮开启，与压缩机分离，使得叶片然后可借助于内孔表面检查仪来检查。
大型涡轮机械转子，特别是大型燃气涡轮，需要在很低的旋转速度下旋转，且在内孔表面检查期间准确定位，以便精确地实施转子上的操作，如，机械转子维护、转子平衡或转子对准。通常，内孔表面检查仪用于此类检查工作，其中待检查的区域通过其它方式不可接近：内孔表面检查仪为包括用于待检查的较远物体的照明的照明器件的光学装置，使得照明的物体的内部图像被获得，且内部图像被进一步放大来呈现给观察者的眼睛。
内孔表面检查仪通常用于工业燃气涡轮的视觉检查，因为燃气涡轮由于安全和维护需要而需要特别关注。内孔表面检查仪的检查可用于防止不必要的维护，不必要的维护对于大型燃气涡轮可变为极为昂贵的。
通常，目前用于内孔表面检查的燃气涡轮的转子的所需旋转被人工地实施，使得人员人工地旋转转子；然而，该任务在执行时并不准确。
该方法的一个缺点在于其花费更长时间来检查叶片，由于其降低了涡轮自身的生产力而表现了相当大的成本。除该成本之外，存在劳动成本。
用于检查涡轮机的不同内孔表面检查仪装置是现有技术水平中已知的。例如，文献EP 2495553 A2公开了一种用于检查涡轮机叶片的便携式内孔表面检查仪组件。本领域中还已知的是文献US 2012/0204395 A1，其公开了一种通过使用内孔表面检查仪来检查和/或修理燃气涡轮发动机中的构件的方法。另外，文献US 2012/0285226 A1公开了一种系统，其具有应用于涡轮中的内部构件的表面的一部分上的磨损指示标记，该标记通过内孔表面检查而可视觉地辨别。按照文献EP 1749979 A2，本领域中的还已知的是一种移动系统，其包括曲柄旋转机构，该机构具有用于(具体是人工地)旋转涡轮的轴的减速器组合，以允许借助于内孔表面检查仪来检查叶片，同时避免分离所述涡轮与压缩机的需要。然而，已经引用的现有技术的所有这些文献都人工地移动涡轮的转子(轴)，因此不是准确的，并且昂贵而耗时。
本领域中已知的用于旋转涡轮的轴的另一个系统例如为文献US 4193739中所示的一个，其中用于转动燃气涡轮发动机的转子的装置公开为用于检查目的，包括将空气射流引导至叶片上来转动转子的喷嘴。另外，该装置包括杆，杆可沿轴向移动，且可停止转子。然而，该系统不是准确的，且还需要人施力，这使得其昂贵且耗时。另外，该系统不能提供对转子速度的变速控制以便在燃气涡轮中准确地实现内孔表面检查。
本发明针对提供上述需要。
发明内容
本发明涉及一种用于以准确且自动的方式定位燃气涡轮的转子的方法。本发明的方法自动地促动燃气涡轮的转子，以便不需要人的促动，且能够远程地以变速移动转子，还能够在具体且准确的位置自动地停止转子，且还可存储转子过去的定位。
附图说明
在结合附图时，通过参照以下详细描述，本发明的前述目的和许多伴随的优点将由于其变得更好理解而将变得更容易被认识到，在附图中：
图1示出了燃气涡轮内的根据本发明的转子定位方法的总体构造的示意图。
零件清单
1 燃气涡轮
2 转子
10 转子盘车促动器(rotor barring actuator)
30 HMI(人机界面)
20 控制单元
40 键相器(key phasor)
50 增量计数器(incremental counter)
60 变频器
70 用于键相器的凸轮
80 用于增量计数器的凸轮
90 天线。
具体实施方式
本发明涉及一种用于借助于以下来以准确且自动的方式定位燃气涡轮1的转子2的方法：
-反馈环，其包括键相器40和增量计数器50；
-变频器60；
-转子盘车促动器10；
-HMI(人机界面)30，以及
-控制单元20。
反馈环(键相器40和增量计数器50)
与增量计数器50组合的键相器40用作用于控制单元20的反馈。
键相器40通常包括传感器，传感器通过置于用于键相器70的凸轮上的嵌齿而得到针对转子2的各次回转的数字脉冲，该数字脉冲用于给予转子2的放置的信息。增量计数器50通常还包括传感器，传感器给与针对增量凸轮80的各个嵌齿的数字脉冲。与来自于增量计数器50的信息组合的来自于键相器40的信息在控制单元20中处理来确定转子20的位置。
变频器60
变频器60驱动转子盘车促动器10，转子盘车促动器10移动燃气涡轮1的转子2。转子2尽可能快地到达期望位置的最佳速度由控制单元20控制。
转子盘车促动器10
转子盘车促动器10借助于变频器60根据从控制单元20接收到的给定设定点而移动转子2。
HMI(人机界面)30
HMI(人机界面)为人员可以以远程方式控制自动转子定位的装置。HMI 30通常包括天线90，其内侧连接到控制单元20上。
控制单元20
控制单元20包括与以下的界面：
-HMI 10，其通常将是无线的；
-变频器60；
-键相器40；以及
-增量计数器50。
控制单元20包括用于处理所有接收的信息的计算机处理单元(cpu)。该计算机处理单元总是计算转子2尽可能快地到达由HMI 30设定的期望位置的最佳速度。此外，控制单元20可包括触发模式(toggle mode)以及存储功能，使得转子盘车促动器10可将转子2引导回过去选择的位置。
如已经描述的那样，由根据本发明用于定位燃气涡轮1的转子2的方法提供的主要优点为以下：
-获得转子2的更准确的定位；
-仅需要一名人员；
-不需要如现有技术中那样接近转子2且人工地转动转子2；
-由于不需要人作用于转子2或人工地转动转子2而使风险高度地最小化。
尽管已经关于优选实施例完整描述了本发明，但很明显，改型可引入其范围内，并未将此认作是由这些实施例限制，而是由所附权利要求的内容限制。

Claims (6)

1. 一种用于自动地定位燃气涡轮(1)的转子(2)的方法，所述方法包括利用控制单元(20)采集数据，以及处理该数据来将所述转子(2)带到根据HMI(30)而设定的期望位置。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转子(2)的放置对所述控制单元(20)的指示通过键相器(40)来完成。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，键相器(40)包括传感器，其得到针对键相器凸轮(70)的各次回转的数字脉冲，该数字脉冲用于向所述控制单元(20)给与所述转子(2)的放置的信息。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通向所述控制单元(20)的所述转子(2)的移动的信息通过增量计数器(50)来完成。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，增量计数器(50)包括传感器，所述传感器给与针对增量凸轮(80)中的各个嵌齿的数字脉冲，该数字脉冲用于将所述转子(2)的移动的信息给予至所述控制单元(20)。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述转子(2)的放置数据和所述转子(2)的移动的信息分别通过所述键相器(40)和所述增量计数器(50)来发送至处理这些数据的所述控制单元(20)。
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