CN107367359A - 大型汽轮发电机真空衰减试验检测分析装置 - Google Patents

大型汽轮发电机真空衰减试验检测分析装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种大型汽轮发电机真空衰减试验检测分析装置。本发明实现了大型汽轮发电机绕组水系统、水路系统漏点无损检测分析自动化过程，由高效抽真空组件、主管路、外部管路接口、报警检测组件、测控组件、机柜等器件组成，采用工业平板电脑作为控制中心，安装具有测控分析功能的上位测控软件，由其设置与控制泵组需要达到的抽速与需要达到的真空度，并控制整个试验的进程，通过高真空抽空系统使试件内部压力低于大气压，并达到一定压差，使该压力保持至少24小时，通过24小时保压过程中，检测部件内压力泄漏变化以及部件内温度，来综合判定汽轮发电机水路系统是否有漏点，以此来考核绕组水系统管路的密封性能。本发明为大型汽轮发电机的无损检测提供的有效可靠的测试分析手段。

Description

大型汽轮发电机真空衰减试验检测分析装置
技术领域
本发明涉及一种大型汽轮发电机真空衰减试验检测分析装置。
背景技术
火力发电在我国能源工业中所占的比重较大，尤其在冬季的北方是热力供应的主要来源。汽轮发电机组单机容量越来越大，对电网稳定运行的影响也越来越大，机组稳定性和安全运行状态直接关系到电站的安全，已成为大中型火电机组的重要性能指标。大型汽轮发电机定子绕组通常采用水冷冷却方式，为防止机组在运行过程中绕组出现漏点，造成水渗漏，影响机组的安全运行，为保证机组安全运行，在机组生产制造以及检修过程中要进行绕组水系统以及水路密封性能测试。常规的绕组水路和水系统采用注水检漏或者充气加压进行密封性能测试方法，但是水检法只能检出25～50μm的漏点，而且水检法易对水系统造成一定的损害，而充气加压法尽管对水系统不会造成损害，但是这种方法却不能体现机组运行时压力的真实情况，而采用真空衰减法进行泄露检测，既可以实现无损检测，也能真正考核机组运行状态下机组内部压力真实情况，本发明是采用真实考虑到机组运行状态的检测方法为基础设计的自动化测试分析装置，可以检测出1.5微米以上漏点，能够更好考核机组密封性优劣程度。
发明内容
本发明提供了一种大型汽轮发电机真空衰减试验检测分析装置，使真空衰减试验全过程实现完全自动化，避免了以往密封性试验中出现的人工控制试验进程、人工分析数据得到判定结果的不适宜现代科技发展的情况，实现试验的自动化，使获取的数据与得到的判定结果真实可靠。
本发明的技术方案是：由高效抽真空组件、主管路、外部管路接口、报警检测组件、测控组件、机柜组成；高效抽真空组件由前级泵、次级泵、真空计、粗抽高真空手动电动阀、精抽高真空手动电动阀、转换阀、微调电动阀组成，前级泵和次级泵安装在机柜底板上，次级泵上安装有外置大功率风扇，粗抽高真空手动电动阀安装在主管路和前级泵之间，粗抽高真空手动电动阀进口、出口均各安装一个高真空三通，粗抽高真空手动电动阀入口高真空三通两端通过高真空不锈钢管连接微调电动阀的接口上，粗抽高真空手动电动阀入口高真空三通另一端接到精抽高真空手动电动阀出口处的高真空三通上，粗抽高真空手动电动阀出口采用高真空不锈钢管通过高真空三通一端接到前级泵入口，粗抽高真空手动电动阀另一端接到转换阀上，转换阀另一端接到次级泵上，精抽高真空手动电动阀的出口接到次级泵上，精抽高真空手动电动阀入口连接高真空三通、高精度流量控制阀后连接到主管路上，真空计安装在主管路上，真空计上安装有真空计控制器，铠装铂电阻经过密封安装在主管路上，用来测试试件内温度，微调电动阀一端接大气，另一端接到主管路上；主管路用高真空不锈钢管与外部管路接口把合固定；外部管路接口是一个三通管路，其中直通管路是外部试件接入管路，被试件通过外部管路接口与主管路连通，形成气体通路，另一个与直通管路垂直的管路是采用阀门封住的，抽空及保压过程中不使用，只有在工件出现泄漏可能时，接入氦质谱检漏仪或者其他检漏设备进行定位检漏时才将阀门打开形成通路；粗抽高真空手动电动阀、精抽高真空手动电动阀采用手动和自动集合到一个阀体上的结构，报警检测组件由高精度流量控制阀、高精度流量检测计、测环境温度铂电阻、超流量报警灯、极限温度指示灯组成，高精度流量检测计安装在高精度流量控制阀的检测口上，超流量报警灯、极限温度指示灯、工业平板电脑安装在机柜面板上；测控组件由带有工业平板电脑、POE模拟输入采集模块、POE铂电阻测试模块、POE大电流继电器模块、POE交换机、线性电源组成，真空计控制器的输出信号接入POE模拟输入采集模块，测部件内温度的铠装铂电阻和测环境温度铂电阻输出端分别接进POE铂电阻测试模块，各种控制阀的电控端采用引线接到POE大电流继电器模块中，POE模拟输入采集模块、POE铂电阻测试模块、POE交换机完全通过以太网供电，POE模拟输入采集模块、POE铂电阻测试模块、POE大电流继电器模块分别用网线接进POE交换机各个网口中，POE交换机的输出接口用网线接进工业平板电脑中，测试模块、POE交换机和工业平板电脑共同组成测试控制网络，由工业平板电脑控制测控组件以及报警检测组件的工作，工业平板电脑由线性电源供电，设备采用工业平板电脑作为上位计算机能够实现实时自动化控制，工业平板电脑安装有测控分析软件，能够实时控制试验流程，控制各开关器件的开通与关闭，以及数据的测量、传输、处理、分析及显示；高效抽真空组件、主管路、报警检测组件、测控组件都安装在机柜中，机柜面板安装各种开关和按钮，机柜脚轮采用带制动的万向轮结构，适合移动及便携式使用。
工作原理：
本发明设备的工作原理是基于模拟真机运行压力差来实现的，通常设备气密封性检验采用正压法，但是并不能很好模拟真机运行的压力状况，因此采用真空法，将工件内抽空到一定的真空度来实现内外压力差，保持内部压力达到一定时间后，检测压力值是否有改变，变化是否在合格范围内，由此判断试验是否可以结束是否合格。本发明设备的工作过程如下：将设备接到工件接口，并固定好，然后供给220V交流电，将设备开启运行，设备分为手动或自动两操作运行模式，采用手动操作需要人工控制精抽和粗抽阀门的闭合，以及手动控制前级泵、次级泵运行进行抽空工作，分析过程需要关闭阀组控制工作然后进行数据采集、传输、处理分析与显示。自动模式则完全由上位控制分析软件设定的工作流程进行，在保压达到一定时间后，进行分析，如果合格则可以输出分析报告结束试验，如果不合格则继续保压，继续观察，同时可以接入氦质谱设备进行检漏，如有泄露定位漏点，如无漏点，则继续保压，直到符合试验要求，可以结束为止。汽轮发电机绕组冷却方式通常采用水冷方式，在运行过程中，绕组水系统结构体会承受一定的压力，经过长期运行绕组因多种原因易产生漏点，水渗漏会造成机组的不安全运行，严重影响其安全性。以往通常是采用水压检测法进行水路系统密封性能检测，水压检测法适于检测25μm～50μm的漏孔，对于25μm以下的漏孔测试中，经常会出现压力表指示下降，但却无法找到漏点的现象，而且采用水压检法会对水路系统造成一定的损害，为此我们研制一套可以采用真空衰减法进行漏点测试的仪器装置，实现真空衰减无损检测，不但不会损伤水路系统，而且能够真正考核机组运行状态下机组内部压力真实情况，是采用真实考虑到机组运行状态的检测方法为基础的自动化测试分析装置，使用这种设备能检测出1.5微米以上漏点，更好的考核机组密封性优劣程度。
技术效果：
本发明设计的大型汽轮发电机真空衰减试验检测分析装置，主要由抽真空泵组、测控组件、上位软件等共同组成，将试件与设备做好可靠连接后，用安装在工业平板电脑中的上位测控软件设计泵组抽速，阀组打开闭合时序以及要达到的真空度后，就能够启动装置进行抽真空处理，达到一定真空度后自动停止抽真空，试验就进入保真空状态测试，按试验流程定时测取关键参数，对测试数据的压强曲线进行显示，实时观察压强趋势变化，达到保压时间后，即可进行数据分析，可以获得泄漏率，由此判断产品是否存在漏点得到是否合格的判定结果。为更好的保持真空状态，装置中所有的阀体都采用手动自动两用阀，在高真空能够安全可靠的闭合打开阀体，使试件内能够很好的保持一定的真空度，一旦电动阀体出现闭合问题，手动阀体可以保证闭合效果，自动控制完全实现试验检测分析全过程，本发明设备优势关键点在于可以进行泄漏量的检测与分析，不是单一的抽空设备，另外本设备具有氦质谱检漏仪接入口，可以在保压过程中加入氦质谱检漏仪进行漏点准确定位，同时在工业平板电脑测试分析软件显示界面坐标定位漏点，并显示漏点尺寸，实现定量定位检测分析。
本发明真空衰减法密封性检测是无损检测的一种，经过实际的检测数据确定可以检测1.5μm的漏点,能够实现预计的小漏点检测，同时分析软件的加入，使密封性检测完全达到自动化水平。
附图说明
图1是本发明装置的内部结构示意图
图2是本发明装置的外部结构示意图
图3是本发明装置的测控组件结构示意图
具体实施方式
图1所示的一种大型汽轮发电机真空衰减试验检测分析装置，主要由高效抽真空组件、主管路9、外部管路接口10、报警检测组件、测控组件、机柜12组成；高效抽真空组件由前级泵1、次级泵2、真空计3、粗抽高真空手动电动阀5、精抽高真空手动电动阀6、转换阀7、微调电动阀8组成，前级泵1和次级泵2安装在机柜12底板上，次级泵2上安装有外置大功率风扇，粗抽高真空手动电动阀5安装在主管路9和前级泵1之间，粗抽高真空手动电动阀5进口、出口均各安装一个高真空三通13，粗抽高真空手动电动阀5入口高真空三通13两端通过高真空不锈钢管连接微调电动阀8的接口上，粗抽高真空手动电动阀5入口高真空三通13另一端接到精抽高真空手动电动阀6出口处的高真空三通13上，粗抽高真空手动电动阀5出口采用高真空不锈钢管通过高真空三通13一端接到前级泵1入口，粗抽高真空手动电动阀5另一端接到转换阀7上，转换阀7另一端接到次级泵2上，精抽高真空手动电动阀6的出口接到次级泵2上，精抽高真空手动电动阀6入口连接高真空三通13、高精度流量控制阀14后连接到主管路9上，真空计3安装在主管路9上，真空计3上安装有真空计控制器4，铠装铂电阻17经过密封安装在主管路9上，用来测试试件内温度，微调电动阀8一端接大气，另一端接到主管路9上；主管路9用高真空不锈钢管与外部管路接口10把合。外部管路接口10是一个三通管路，其中直通管路是外部试件接入管路，被试件通过外部管路接口10与主管路9连通，形成气体通路，另一个与直通管路垂直的管路是采用阀门封住的，抽空及保压过程中不使用，只有在工件出现泄漏可能时，接入氦质谱检漏仪或者其他检漏设备进行定位检漏时才将阀门打开形成通路；粗抽高真空手动电动阀5、精抽高真空手动电动阀6采用手动和自动集合到一个阀体上的结构，报警检测组件由高精度流量控制阀14、高精度流量检测计15、测环境温度的铂电阻16、超流量报警灯18、极限温度指示灯19组成，高精度流量检测计15安装在高精度流量控制阀14的检测口上，超流量报警灯18、极限温度指示灯19、工业平板电脑20安装在机柜12面板上；图3所示的测控组件由带有工业平板电脑20、POE模拟输入采集模块21、POE铂电阻测试模块22、POE大电流继电器模块23、POE交换机24、线性电源11组成，真空计控制器4的输出信号接入POE模拟输入采集模块21，铠装铂电阻17和测环境温度的铂电阻16输出端分别接进POE铂电阻测试模块22，各种控制阀的电控端采用引线接到POE大电流继电器模块23中，POE模拟输入采集模块21、POE铂电阻测试模块22、POE交换机24完全通过以太网供电，POE模拟输入采集模块21、POE铂电阻测试模块22、POE大电流继电器模块23、POE交换机24分别用网线接进POE交换机24各个网口中，POE交换机24的输出接口用网线接进工业平板电脑20中，测试模块、POE交换机24和工业平板电脑20共同组成测试控制网络，由工业平板电脑20控制测控组件以及报警检测组件的工作，工业平板电脑20线性电源11供电，本发明设备采用工业平板电脑20作为上位计算机能够实现实时自动化控制，工业平板电脑20安装有测控分析软件，能够实时控制试验流程，控制各开关器件的开通与关闭，以及数据的测量、传输、处理、分析及显示；高效抽真空组件、主管路9、报警检测组件、测控组件都安装在机柜12中，图2所示的机柜12面板安装各种开关和按钮，机柜12脚轮采用带制动的万向轮结构，适合移动及便携式使用。

Claims (1)

1.一种大型汽轮发电机真空衰减试验检测分析装置，其特征是：由高效抽真空组件、主管路(9)、外部管路接口(10)、报警检测组件、测控组件、机柜(12)组成；高效抽真空组件由前级泵(1)、次级泵(2)、真空计(3)、粗抽高真空手动电动阀(5)、精抽高真空手动电动阀(6)、转换阀(7)、微调电动阀(8)组成，前级泵(1)和次级泵(2)安装在机柜(12)底板上，次级泵(2)上安装有外置大功率风扇，粗抽高真空手动电动阀(5)安装在主管路(9)和前级泵(1)之间，粗抽高真空手动电动阀(5)进口、出口均各安装一个高真空三通(13)，粗抽高真空手动电动阀(5)入口高真空三通(13)两端通过高真空不锈钢管连接微调电动阀(8)的接口上，粗抽高真空手动电动阀(5)入口高真空三通(13)另一端接到精抽高真空手动电动阀(6)出口处的高真空三通(13)上，粗抽高真空手动电动阀(5)出口采用高真空不锈钢管通过高真空三通(13)一端接到前级泵(1)入口，粗抽高真空手动电动阀(5)另一端接到转换阀(7)上，转换阀(7)另一端接到次级泵(2)上，精抽高真空手动电动阀(6)的出口接到次级泵(2)上，精抽高真空手动电动阀(6)入口连接高真空三通(13)、高精度流量控制阀(14)后连接到主管路(9)上，真空计(3)安装在主管路(9)上，真空计(3)上安装有真空计控制器(4)，铠装铂电阻(17)经过密封安装在主管路(9)上，用来测试试件内温度，微调电动阀(8)一端接大气，另一端接到主管路(9)上；主管路(9)用高真空不锈钢管与外部管路接口(10)把合固定；外部管路接口(10)是一个三通管路，其中直通管路是外部试件接入管路，被试件通过外部管路接口(10)与主管路(9)连通，形成气体通路，另一个与直通管路垂直的管路是采用阀门封住的，抽空及保压过程中不使用，只有在工件出现泄漏可能时，接入氦质谱检漏仪或者其他检漏设备进行定位检漏时才将阀门打开形成通路；粗抽高真空手动电动阀(5)、精抽高真空手动电动阀(6)采用手动和自动集合到一个阀体上的结构，报警检测组件由高精度流量控制阀(14)、高精度流量检测计(15)、测环境温度铂电阻(16)、超流量报警灯(18)、极限温度指示灯(19)组成，高精度流量检测计(15)安装在高精度流量控制阀(14)的检测口上，超流量报警灯(18)、极限温度指示灯(19)、工业平板电脑(20)安装在机柜(12)面板上；测控组件由带有工业平板电脑(20)、POE模拟输入采集模块(21)、POE铂电阻测试模块(22)、POE大电流继电器模块(23)、POE交换机(24)、线性电源(11)组成，真空计控制器(4)的输出信号接入POE模拟输入采集模块(21)，测部件内温度的铠装铂电阻(17)和测环境温度铂电阻(16)输出端分别接进POE铂电阻测试模块(22)，各种控制阀的电控端采用引线接到POE大电流继电器模块(23)中，POE模拟输入采集模块(21)、POE铂电阻测试模块(22)、POE交换机(24)完全通过以太网供电，POE模拟输入采集模块(21)、POE铂电阻测试模块(22)、POE大电流继电器模块(23)分别用网线接进POE交换机(24)各个网口中，POE交换机(24)的输出接口用网线接进工业平板电脑(20)中，测试模块、POE交换机(24)和工业平板电脑(20)共同组成测试控制网络，由工业平板电脑(20)控制测控组件以及报警检测组件的工作，工业平板电脑(20)由线性电源(11)供电，设备采用工业平板电脑(20)作为上位计算机能够实现实时自动化控制，工业平板电脑(20)安装有测控分析软件，实时控制试验流程，控制各开关器件的开通与关闭，以及数据的测量、传输、处理、分析及显示；高效抽真空组件、主管路(9)、报警检测组件、测控组件都安装在机柜(12)中，机柜(12)面板安装各种开关和按钮，机柜(12)脚轮采用带制动的万向轮结构，适合移动及便携式使用。
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