CN111894684A - 汽轮机轴振保护优化系统及优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽轮机轴振保护优化系统及优化方法，属于汽轮机轴振保护的技术领域，其包括监视保护系统和危急遮断系统；所述监视保护系统包括转速监测模块、偏心监测模块、轴位移监测模块、轴振动监测模块、胀差监测模块、盖振监测模块和热膨胀监测模块；所述危急遮断系统包括第一处理模块、第二处理模块和总处理模块，本发明具有通过多种检测手段来对汽轮机进行全方面的监测，危急遮断系统通过双处理器同时处理报警信号的手段避免有任一处理器故障而导致系统无法正常控制汽轮机停机，保证系统的正常运行的效果。

Description

汽轮机轴振保护优化系统及优化方法

技术领域

本发明涉汽轮机轴振保护的技术领域，尤其是涉及一种汽轮机轴振保护优化系统及优化方法。

背景技术

目前汽轮机安全监视及保护系统主要包括监视保护系统（TSI）、危急遮断系统（ETS）装置、自动盘车操作装置。TSI系统能连续地监测汽轮机的各种重要参数，例如：可对转速、超速保护、偏心、轴振、盖（瓦）振、轴位移、胀差、热膨胀等参数进行监测，帮助运行人员判明机器故障，使得这些故障在引起严重损坏前能及时遮断汽轮发电机组，保证机组安全。

现有技术可参考授权公告号为CN205895327U的中国实用新型专利，其公开了一种汽轮机轴振监控装置，所述汽轮机轴振监控装置包括：振动检测器，包括：多个X向振动检测器，检测轴瓦在X向上的X振动值，其中一个X向振动检测器对应于一个轴瓦；多个Y向振动检测器，检测轴瓦在Y向上的Y振动值，其中一个Y向振动检测器对应于一个轴瓦；多个输出设备，每个输出设备与所述振动检测器中的两个振动检测器连接，其中对应于同一个轴瓦的X向振动检测器和Y向振动检测器不与同一个输出设备连接；以及控制器，与所述多个输出设备连接，基于所述输出设备的输出控制汽轮机的跳闸。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：汽轮机监视保护系统在检测机轮机轴振的时候，振动监测器的接点需要有固定振动监测器的接点和中间处理电路的智能板件，智能板件一般与危急遮断系统连接，若检测器、智能板件或危急遮断系统中任何部分出现问题，都会影响最终结果。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽轮机轴振保护优化系统，能够通过多种检测手段来对汽轮机进行全方面的监测，危急遮断系统通过双处理器同时处理报警信号的手段避免有任一处理器故障而导致系统无法正常控制汽轮机停机，保证系统的正常运行。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种汽轮机轴振保护优化系统，包括监视保护系统和危急遮断系统；

所述监视保护系统包括转速监测模块、偏心监测模块、轴位移监测模块、轴振动监测模块、胀差监测模块、盖振监测模块和热膨胀监测模块；

所述转速监测模块检测轴的转速，并根据转速判断是否输出报警信号；

所述偏心监测模块检测轴颈的偏心度，并根据偏心度判断是否输出报警信号；

所述轴位移监测模块检测机组轴向位移，并根据机组轴向位移判断是否输出报警信号；

所述轴振动监测模块检测轴承壳的振动，并根据振动判断是否输出报警信号；

所述胀差监测模块检测胀差值，并根据胀差值判断是否输出报警信号；

所述盖振监测模块检测机壳的运动速度，并根据运动速度判断是否输出报警信号；

所述热膨胀监测模块检测汽缸膨胀和胀差，并根据汽缸膨胀和胀差判断是否输出报警信号；

所述危急遮断系统包括第一处理模块、第二处理模块和总处理模块；

所述第一处理模块连接有第一处理器，第一处理模块接收监视保护系统输出的报警信号并将报警信号处理成停机信号，第一处理模块将停机信号发送给总处理模块；

所述第二处理模块连接有第二处理器，第二处理模块接收监视保护系统输出的报警信号并将报警信号处理成停机信号，第二处理模块将停机信号发送给总处理模块；所述总处理模块接收到任一停机信号时控制汽轮机停机。

通过采用上述方案，系统实时采集轴的转速、轴颈的偏心度、机组轴向位移、轴承壳的振动、胀差值、机壳的运动速度与汽缸膨胀和胀差，并对所有数值进行判断，再任意数值超出设定范围时输出报警信号，危急遮断系统通过双处理器同时处理报警信号的手段避免有任一处理器故障而导致系统无法正常控制汽轮机停机，本系统能够通过对汽轮机多个方面进行检测来全面地保护汽轮机，同时也因为当汽轮机上某一部分出现问题时会影响多个检测结果而避免了因检测器或智能板件出现问题使得系统无法正常运行的情况。

本发明进一步设置为：所述转速监测模块包括两只设置于汽轮机前箱正对齿盘的转速传感器和智能板件，转速传感器检测齿盘的转速并传输给智能板件，智能板件将转速与预设范围值进行对比，当转速超出预设范围值时输出报警信号；

所述轴振动监测模块包括设置于轴承壳上的两个涡流探头和智能板件，两个涡流探头的冲向相互垂直，涡流探头检测振动值并传输给智能板件，智能板件将振动值与预设范围值进行对比，当振动值超出预设范围值时输出报警信号；

所述盖振监测模块包括设置于轴承箱外侧的速度传感器和智能板件，速度传感器检测机壳的运动速度并传输给智能板件，智能板件将运动速度与预设范围值进行对比，当运动速度超出预设范围值时输出报警信号；

所述偏心监测模块包括设置于转子附近的两个涡流传感器和智能板件，涡流传感器检测机组偏心值并传输给智能板件，智能板件将机组偏心值与预设范围值进行对比，当机组偏心值超出预设范围值时输出报警信号；

所述轴位移监测模块包括设置于止推法兰上的两个涡流传感器和智能板件，涡流传感器检测机组轴向位移量并传输给智能板件，智能板件将机组轴向位移量与预设范围值进行对比，当机组轴向位移量超出预设范围值时输出报警信号；

所述胀差监测模块包括设置于轴承箱平台的涡流传感器和智能板件，涡流传感器检测胀差值并传输给智能板件，智能板件将胀差值与预设范围值进行对比，当胀差值超出预设范围值时输出报警信号；

所述热膨胀监测模块包括设置于汽缸两侧的LVDT传感器和智能板件，LVDT传感器检测汽缸膨胀和胀差并传输给智能板件，智能板件将汽缸膨胀和胀差与预设范围值进行对比，当汽缸膨胀和胀差超出预设范围值时输出报警信号。

通过采用上述方案，监视保护系统中的转速监测模块、偏心监测模块、轴位移监测模块、轴振动监测模块、胀差监测模块、盖振监测模块和热膨胀监测模块检测方式科学合理，并且均通过智能板件输出报警信号，涡流传感器能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨力地测量被测金属导体距探头表面的距离，在高振动的环境下也不容易损坏，智能板件作为输出设备能够接收传感器输出的信号并对其进行计算和滤波等操作。

本发明进一步设置为：监视保护系统还包括超速保护模块，所述超速保护模块包括设置于三只靠近齿盘的涡流传感器和三只转速表，三只涡流传感器同时检测转速值并发送给对应的转速表，三个转速表分别将接收到的转速值与预设值进行对比，当有任意两个转速表接收的转速值超过预设值超速保护模块则输出报警信号。

通过采用上述方案，超速保护模块具有快速响应的特点，由“三取二”的特点来保证检测结果的准确性。

本发明进一步设置为：所属危急遮断系统还包括双电源控制模块和电源故障模块；

所属双电源控制模块设置有主电源和副电源，双电源控制模块连接第一处理器和第二处理器并通过主电源进行供电，当主电源故障时自动切换为副电源供电；

所属电源故障模块连接双电源控制模块，当主电源和副电源同时故障时双电源控制模块向电源故障模块传输失电报警信号，电源故障模块发出警报。

通过采用上述方案，系统采用双电源供电保证第一处理器和第二处理器的正常运行，若主电源和副电源全部失效则发出警报提醒工作人员进行抢修。

本发明进一步设置为：还包括盘车系统，盘车系统连接有汽轮机盘车，盘车系统包括零转速盘车模块；

所述转速监控模块将转速与零转速设定值进行比较，当转速小于零转速设定值时，转速监控模块向盘车系统发送零转速信号；

所述零转速盘车模块接收到零转速信号后进行计时，在计时经过设定值后启动汽轮机盘车。

通过采用上述方案，盘车系统能够在汽轮机零转速的时候自动进行盘车，同时通过延时来保证电动机会维持零转速。

本发明进一步设置为：盘车系统还包括手动停车模块和紧急投入模块；

所述手动停车模块接收外界指令，当手动停车模块接收到外界指令时控制汽轮机盘车停车并保持汽轮机盘车的停车状态，直到手动停车模块再次接收到外界指令时取消保持汽轮机盘车的停车状态；

所述紧急投入模块接收外界指令，当紧急投入模块接收到外界指令时控制汽轮机盘车启动并控制危急遮断系统失效，直到紧急投入模块再次接收到外界指令时控制危急遮断系统启动。

通过采用上述方案，用户可以强制控制盘车启动，取消危急遮断系统对汽轮机的保护，以便于用户在异常情况下紧急需要投入盘车。

本发明的目的是提供一种汽轮机轴振保护优化方法。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种汽轮机轴振保护优化方法，包括以下步骤：

一、监视保护系统实时监测轴的转速、轴颈的偏心度、机组轴向位移、轴承壳的振动、胀差值、机壳的运动速度与汽缸膨胀和胀差；

二、监视保护系统将检测到的数值传输给对应的智能板件，智能板件将数值处理后与预设的范围值进行对比，当数值超出预设范围值时，监视保护系统报警并发出报警信号；

三、危急遮断系统在监视保护系统报警后通过第一处理器和第二处理器同时接收并处理报警信号，第一处理器和第二处理器生成停机信号并输出；

四、危急遮断系统在接收到任一停机信号后控制汽轮机停机。

通过采用上述方案，能够通过对轴的转速、轴颈的偏心度、机组轴向位移、轴承壳的振动、胀差值、机壳的运动速度与汽缸膨胀和胀差进行监控来判断汽轮机状态。危急遮断系统通过双处理器同时处理报警信号的手段避免有任一处理器故障而导致系统无法正常控制汽轮机停机。本方法能够通过对汽轮机多个方面进行检测来全面地保护汽轮机，同时也因为当汽轮机上某一部分出现问题时会影响多个检测结果而避免了因检测器或智能板件出现问题使得系统无法正常运行的情况。

本发明进一步设置为：还包括以下步骤：

四、危急遮断系统与主电源和副电源连接，在主电源失效的时候，自动切换为副电源供电；

五、当主电源和副电源均失效时，危急遮断系统发出警报。

通过采用上述方案，系统采用双电源供电保证第一处理器和第二处理器的正常运行，若主电源和副电源全部失效则发出警报提醒工作人员进行抢修。

本发明进一步设置为：还包括以下步骤：

二a、监视保护系统将轴的转速与零转速设定值比较，当转速小于零转速设定值时，转速监控模块向盘车系统发送零转速信号；

六、盘车系统接收到零转速信号后延时一段时间启动汽轮机盘车。

通过采用上述方案，盘车系统能够在汽轮机零转速的时候自动进行盘车，同时通过延时来保证电动机会维持零转速。

本发明进一步设置为：还包括以下步骤：

七、用户闭合盘车系统的停车开关，盘车系统控制汽轮机盘车停车；

八、用户闭合盘车系统的紧急投入开关，盘车系统控制汽轮机盘车启动并控制危急遮断系统停止工作。

通过采用上述方案，用户可以强制控制盘车启动，取消危急遮断系统对汽轮机的保护，以便于用户在异常情况下紧急需要投入盘车。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1. 系统实时采集轴的转速、轴颈的偏心度、机组轴向位移、轴承壳的振动、胀差值、机壳的运动速度与汽缸膨胀和胀差，并对所有数值进行判断，再任意数值超出设定范围时输出报警信号，危急遮断系统通过双处理器同时处理报警信号的手段避免有任一处理器故障而导致系统无法正常控制汽轮机停机，本系统能够通过对汽轮机多个方面进行检测来全面地保护汽轮机，同时也因为当汽轮机上某一部分出现问题时会影响多个检测结果而避免了因检测器或智能板件出现问题使得系统无法正常运行的情况；

2. 超速保护模块具有快速响应的特点，由“三取二”的特点来保证检测结果的准确性；

3. 盘车系统能够在汽轮机零转速的时候自动进行盘车，同时通过延时来保证电动机会维持零转速。

附图说明

图1是实施例一的整体系统框图；

图2是实施例一中突出监视保护系统的模块框图；

图3是实施例一中突出危急遮断系统的模块框图；

图4是实施例一中突出盘车系统。

图中，1、监视保护系统；11、转速监测模块；12、偏心监测模块；13、轴位移监测模块；14、轴振动监测模块；15、胀差监测模块；16、盖振监测模块；17、热膨胀监测模块；18、超速保护模块；2、危急遮断系统；21、第一处理模块；211、第一处理器；22、第二处理模块；221、第二处理器；23、总处理模块；24、双电源控制模块；241、主电源；242、副电源；25、电源故障模块；3、盘车系统；31、零转速盘车模块；32、手动停车模块；33、紧急投入模块；34、汽轮机盘车。

具体实施方式

实施例一：一种汽轮机轴振保护优化系统，包括监视保护系统1、危急遮断系统2和盘车系统3。监视保护系统1设置于汽轮机上，用于监测机轮机的各项数据。危急遮断系统2与监视保护系统1相连，设置于一台控制设备内，能够控制汽轮机停机，以起到保护汽轮机的作用。盘车系统3连接有汽轮机盘车34，盘车系统3用于控制汽轮机盘车34。

如图1和图2所示，监视保护系统1包括转速监测模块11、偏心监测模块12、轴位移监测模块13、轴振动监测模块14、胀差监测模块15、盖振监测模块16、热膨胀监测模块17和超速保护模块18。

如图2所示，转速监测模块11包括两只设置于汽轮机前箱正对齿盘的转速传感器和智能板件，转速传感器检测齿盘的转速并传输给智能板件。转速值显示是汽轮机组开车、停车以及稳定运行时的重要参数，并且振动值与机器转速的相关性对最终分析机器性能十分重要。当机器旋转时，齿盘的齿顶和齿底经过探头，转速传感器的探头将周期地改变输出信号，即脉冲信号，智能板件接收到此脉冲信号进行计数、显示。智能板件将转速与预设范围值进行对比，当转速超出预设范围值时输出报警信号。转速监控模块将转速与零转速设定值进行比较，当转速小于零转速设定值时，转速监控模块向盘车系统3发送零转速信号。零转速设定值为4rpm。转速监测模块11的预设范围值为3240rpm。

如图2所示，轴振动监测模块14包括设置于轴承壳上的两个涡流探头和智能板件。对旋转机械来说，衡量其全面的机械情况，转子径向振动振幅，是一个最基本的指标，很多机械故障，包括转子不平衡、不对中、轴承磨损、转子裂纹以及磨擦等都可以根据振动的测量进行探测。转子是旋转机械的核心部件，旋转机械能否正常工作主要决定于转子能否正常运转。两个涡流探头的冲向相互垂直，涡流探头检测振动值并传输给智能板件。当涡流传感器端部与转轴表面间隙变化时的涡流传感器输出一交流信号给智能板件，智能板件计算出间隙变化峰-峰值。智能板件将振动值与预设范围值进行对比，当振动值超出预设范围值时输出报警信号。轴振动监测模块14的预设范围值为250μm。

如图2所示，盖振监测模块16包括设置于轴承箱外侧的速度传感器和智能板件，速度传感器检测机壳的运动速度并传输给智能板件，智能板件将运动速度与预设范围值进行对比，当运动速度超出预设范围值时输出报警信号。盖振监测模块16的预设范围值为0～100μm。

如图2所示，偏心监测模块12包括设置于转子附近的两个涡流传感器和智能板件。转子的偏心位置，也叫做轴的径向位置，是指转子在轴承中的径向平均位置。一旦机器承受一定的外部或内部的预加负荷，轴承内的轴颈就会出现偏心，其大小是由偏心度峰-峰值来表示，即轴弯曲正方向与负方向的极值之差。两个涡流传感器一个用于偏心的测量，另一个是键相器的测量，它用在峰-峰信号调节电路上。键相探头观察轴上的一个键槽，当轴每转一转时，就产生一个脉冲电压，这个脉冲可用来控制计算峰-峰值。涡流传感器检测机组偏心值并传输给智能板件，智能板件将机组偏心值与预设范围值进行对比，当机组偏心值超出预设范围值时输出报警信号。偏心监测模块12的预设范围值为大于原始值的30μm。

如图2所示，轴位移监测模块13包括设置于止推法兰上的两个涡流传感器和智能板件。轴在运行中，由于各种因素，诸如载荷、温度等的变化会使轴在轴向有所移动。这样转子和定子之间有可能发生动静磨擦。两个涡流传感器的安装位置离轴上止推法兰的距离应<305mm。涡流传感器检测机组轴向位移量并传输给智能板件，智能板件将机组轴向位移量与预设范围值进行对比，当机组轴向位移量超出预设范围值时且必须两个涡流传感器检测的机组轴向位移量均超出预设范围值时才输出报警信号。轴位移监测模块13的预设范围值为-2～+2mm。

如图2所示，胀差监测模块15包括设置于轴承箱平台的涡流传感器和智能板件。胀差是转子和汽缸之间的相对热增长，当热增长的差值超过允许间隙时，便可能产生磨擦。在开机和停机过程中，由于转子与汽缸质量、热膨胀系数、热耗散系数的不同，转子的受热膨胀和汽缸的膨胀就不相同，实际上，转子的温度比汽缸温度上升得快，其热增长的差值如果超过允许的动静间隙公差，就会发生磨擦，从而可能造成事故。涡流传感器检测胀差值并传输给智能板件，智能板件将胀差值与预设范围值进行对比，当胀差值超出预设范围值时输出报警信号。

如图2所示，热膨胀监测模块17包括设置于汽缸两侧的LVDT传感器和智能板件。汽轮机在开机过程中由于受热使其汽缸膨胀，如果膨胀不均匀就会使汽缸变斜或翘起，这种变形会使汽缸与基础之间产生巨大的应力，由此带来不对中现象。LVDT传感器检测汽缸膨胀和胀差并传输给智能板件，智能板件将汽缸膨胀和胀差与预设范围值进行对比，当汽缸膨胀和胀差超出预设范围值时输出报警信号。

监视保护系统1中的转速监测模块11、偏心监测模块12、轴位移监测模块13、轴振动监测模块14、涨差监测模块、盖振监测模块16和热膨胀监测模块17检测方式科学合理，并且均通过智能板件输出报警信号。涡流传感器和LVDT传感器能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨力地测量被测金属导体距探头表面的距离，在高振动的环境下也不容易损坏，智能板件作为输出设备能够接收传感器输出的信号并对其进行计算和滤波等操作。

如图2所示，超速保护模块18包括设置于三只靠近齿盘的涡流传感器和三只转速表。三只涡流传感器同时检测转速值并发送给对应的转速表，三个转速表分别将接收到的转速值与预设值进行对比，当有任意两个转速表接收的转速值超过预设值超速保护模块18则输出报警信号。超速保护模块18具有快速响应的特点，由“三取二”的特点来保证检测结果的准确性。

如图1和图3所示，危急遮断系统2包括第一处理模块21、第二处理模块22、总处理模块23、双电源控制模块24和电源故障模块25。第一处理模块21连接有第一处理器211，第一处理模块21接收监视保护系统1输出的报警信号并将报警信号处理成停机信号，第一处理模块21将停机信号发送给总处理模块23。第二处理模块22连接有第二处理器221，第二处理模块22接收监视保护系统1输出的报警信号并将报警信号处理成停机信号，第二处理模块22将停机信号发送给总处理模块23。第一处理器211和第二处理器221均为PLC处理器。总处理模块23接收到任一停机信号时控制汽轮机停机。危急遮断系统2通过双处理器同时处理报警信号的手段避免有任一处理器故障而导致系统无法正常控制汽轮机停机。

如图3所示，双电源控制模块24设置有主电源241和副电源242，双电源控制模块24连接第一处理器211和第二处理器221并通过主电源241进行供电，当主电源241故障时自动切换为副电源242供电。电源故障模块25连接双电源控制模块24，当主电源241和副电源242同时故障时双电源控制模块24向电源故障模块25传输失电报警信号，电源故障模块25发出警报。系统采用双电源供电保证第一处理器211和第二处理器221的正常运行，若主电源241和副电源242全部失效则发出警报提醒工作人员进行抢修。

如图4所示，盘车系统3包括零转速盘车模块31、手动停车模块32和紧急投入模块33。零转速盘车模块31接收到零转速信号后进行计时，在计时经过设定值后启动汽轮机盘车34。盘车系统3能够在汽轮机零转速的时候自动进行盘车，同时通过延时来保证电动机会维持零转速。

如图4所示，手动停车模块32接收外界指令，当手动停车模块32接收到外界指令时控制汽轮机盘车34停车并保持汽轮机盘车34的停车状态，直到手动停车模块32再次接收到外界指令时取消保持汽轮机盘车34的停车状态。紧急投入模块33接收外界指令，当紧急投入模块33接收到外界指令时控制汽轮机盘车34启动并控制危急遮断系统22失效，直到紧急投入模块33再次接收到外界指令时控制危急遮断系统22启动。用户可以强制控制盘车启动，取消危急遮断系统22对汽轮机的保护，以便于用户在异常情况下紧急需要投入盘车。

使用方式：系统实时采集轴的转速、轴颈的偏心度、机组轴向位移、轴承壳的振动、胀差值、机壳的运动速度与汽缸膨胀和胀差，并对所有数值进行判断，再任意数值超出设定范围时输出报警信号，危急遮断系统2通过双处理器同时处理报警信号的手段避免有任一处理器故障而导致系统无法正常控制汽轮机停机。本系统能够通过对汽轮机多个方面进行检测来全面地保护汽轮机，同时也因为当汽轮机上某一部分出现问题时会影响多个检测结果而避免了因检测器或智能板件出现问题使得系统无法正常运行的情况。

实施例二：一种汽轮机轴振保护优化方法，具体步骤如下：

使用实施例一中的汽轮机轴振保护优化系统。

步骤一、监视保护系统1实时监测轴的转速、轴颈的偏心度、机组轴向位移、轴承壳的振动、胀差值、机壳的运动速度与汽缸膨胀和胀差。

步骤二、监视保护系统1将检测到的数值传输给对应的智能板件，智能板件将数值处理后与预设的范围值进行对比，当数值超出预设范围值时，监视保护系统1报警并发出报警信号。监视保护系统1将轴的转速与零转速设定值比较，当转速小于零转速设定值时，转速监控模块向盘车系统3发送零转速信号。

步骤三、危急遮断系统2在监视保护系统1报警后通过第一处理器211和第二处理器221同时接收并处理报警信号，第一处理器211和第二处理器221生成停机信号并输出。

步骤四、危急遮断系统2在接收到任一停机信号后控制汽轮机停机。危急遮断系统2与主电源241和副电源242连接，在主电源241失效的时候，自动切换为副电源242供电。

步骤五、当主电源241和副电源242均失效时，危急遮断系统2发出警报。

步骤六、盘车系统3接收到零转速信号后延时一段时间启动汽轮机盘车34。盘车系统3能够在汽轮机零转速的时候自动进行盘车，同时通过延时来保证电动机会维持零转速。

步骤七、用户闭合盘车系统3的停车开关，盘车系统3控制汽轮机盘车34停车。

步骤八、用户闭合盘车系统3的紧急投入开关，盘车系统3控制汽轮机盘车34启动并控制危急遮断系统2停止工作。用户可以强制控制盘车启动，取消危急遮断系统22对汽轮机的保护，以便于用户在异常情况下紧急需要投入盘车。

本方法能够通过对轴的转速、轴颈的偏心度、机组轴向位移、轴承壳的振动、胀差值、机壳的运动速度与汽缸膨胀和胀差进行监控来判断汽轮机状态。危急遮断系统2通过双处理器同时处理报警信号的手段避免有任一处理器故障而导致系统无法正常控制汽轮机停机。本方法能够通过对汽轮机多个方面进行检测来全面地保护汽轮机，同时也因为当汽轮机上某一部分出现问题时会影响多个检测结果而避免了因检测器或智能板件出现问题使得系统无法正常运行的情况。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽轮机轴振保护优化系统，其特征在于：包括监视保护系统(1)和危急遮断系统(2)；

所述监视保护系统(1)包括转速监测模块(11)、偏心监测模块(12)、轴位移监测模块(13)、轴振动监测模块(14)、胀差监测模块(15)、盖振监测模块(16)和热膨胀监测模块(17)；

所述转速监测模块(11)检测轴的转速，并根据转速判断是否输出报警信号；

所述偏心监测模块(12)检测轴颈的偏心度，并根据偏心度判断是否输出报警信号；

所述轴位移监测模块(13)检测机组轴向位移，并根据机组轴向位移判断是否输出报警信号；

所述轴振动监测模块(14)检测轴承壳的振动，并根据振动判断是否输出报警信号；

所述胀差监测模块(15)检测胀差值，并根据胀差值判断是否输出报警信号；

所述盖振监测模块(16)检测机壳的运动速度，并根据运动速度判断是否输出报警信号；

所述热膨胀监测模块(17)检测汽缸膨胀和胀差，并根据汽缸膨胀和胀差判断是否输出报警信号；

所述危急遮断系统(2)包括第一处理模块(21)、第二处理模块(22)和总处理模块(23)；

所述第一处理模块(21)连接有第一处理器(211)，第一处理模块(21)接收监视保护系统(1)输出的报警信号并将报警信号处理成停机信号，第一处理模块(21)将停机信号发送给总处理模块(23)；

所述第二处理模块(22)连接有第二处理器(221)，第二处理模块(22)接收监视保护系统(1)输出的报警信号并将报警信号处理成停机信号，第二处理模块(22)将停机信号发送给总处理模块(23)；

所述总处理模块(23)接收到任一停机信号时控制汽轮机停机。

2.根据权利要求1所述的汽轮机轴振保护优化系统，其特征在于：所述转速监测模块(11)包括两只设置于汽轮机前箱正对齿盘的转速传感器和智能板件，转速传感器检测齿盘的转速并传输给智能板件，智能板件将转速与预设范围值进行对比，当转速超出预设范围值时输出报警信号；

所述轴振动监测模块(14)包括设置于轴承壳上的两个涡流探头和智能板件，两个涡流探头的冲向相互垂直，涡流探头检测振动值并传输给智能板件，智能板件将振动值与预设范围值进行对比，当振动值超出预设范围值时输出报警信号；

所述盖振监测模块(16)包括设置于轴承箱外侧的速度传感器和智能板件，速度传感器检测机壳的运动速度并传输给智能板件，智能板件将运动速度与预设范围值进行对比，当运动速度超出预设范围值时输出报警信号；

所述偏心监测模块(12)包括设置于转子附近的两个涡流传感器和智能板件，涡流传感器检测机组偏心值并传输给智能板件，智能板件将机组偏心值与预设范围值进行对比，当机组偏心值超出预设范围值时输出报警信号；

所述轴位移监测模块(13)包括设置于止推法兰上的两个涡流传感器和智能板件，涡流传感器检测机组轴向位移量并传输给智能板件，智能板件将机组轴向位移量与预设范围值进行对比，当机组轴向位移量超出预设范围值时输出报警信号；

所述胀差监测模块(15)包括设置于轴承箱平台的涡流传感器和智能板件，涡流传感器检测胀差值并传输给智能板件，智能板件将胀差值与预设范围值进行对比，当胀差值超出预设范围值时输出报警信号；

所述热膨胀监测模块(17)包括设置于汽缸两侧的LVDT传感器和智能板件，LVDT传感器检测汽缸膨胀和胀差并传输给智能板件，智能板件将汽缸膨胀和胀差与预设范围值进行对比，当汽缸膨胀和胀差超出预设范围值时输出报警信号。

3.根据权利要求1所述的汽轮机轴振保护优化系统，其特征在于：监视保护系统(1)还包括超速保护模块(18)，所述超速保护模块(18)包括设置于三只靠近齿盘的涡流传感器和三只转速表，三只涡流传感器同时检测转速值并发送给对应的转速表，三个转速表分别将接收到的转速值与预设值进行对比，当有任意两个转速表接收的转速值超过预设值超速保护模块(18)则输出报警信号。

4.根据权利要求1所述的汽轮机轴振保护优化系统，其特征在于：所属危急遮断系统(2)还包括双电源控制模块(24)和电源故障模块(25)；

所属双电源控制模块(24)设置有主电源(241)和副电源(242)，双电源控制模块(24)连接第一处理器(211)和第二处理器(221)并通过主电源(241)进行供电，当主电源(241)故障时自动切换为副电源(242)供电；

所属电源故障模块(25)连接双电源控制模块(24)，当主电源(241)和副电源(242)同时故障时双电源控制模块(24)向电源故障模块(25)传输失电报警信号，电源故障模块(25)发出警报。

5.根据权利要求1所述的汽轮机轴振保护优化系统，其特征在于：还包括盘车系统(3)，盘车系统(3)连接有汽轮机盘车(34)，盘车系统(3)包括零转速盘车模块(31)；

所述转速监控模块将转速与零转速设定值进行比较，当转速小于零转速设定值时，转速监控模块向盘车系统(3)发送零转速信号；

所述零转速盘车模块(31)接收到零转速信号后进行计时，在计时经过设定值后启动汽轮机盘车(34)。

6.根据权利要求5所述的汽轮机轴振保护优化系统，其特征在于：盘车系统(3)还包括手动停车模块(32)和紧急投入模块(33)；

所述手动停车模块(32)接收外界指令，当手动停车模块(32)接收到外界指令时控制汽轮机盘车(34)停车并保持汽轮机盘车(34)的停车状态，直到手动停车模块(32)再次接收到外界指令时取消保持汽轮机盘车(34)的停车状态；

所述紧急投入模块(33)接收外界指令，当紧急投入模块(33)接收到外界指令时控制汽轮机盘车(34)启动并控制危急遮断系统(2)(2)失效，直到紧急投入模块(33)再次接收到外界指令时控制危急遮断系统(2)(2)启动。

7.一种汽轮机轴振保护优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

一、监视保护系统(1)实时监测轴的转速、轴颈的偏心度、机组轴向位移、轴承壳的振动、胀差值、机壳的运动速度与汽缸膨胀和胀差；

二、监视保护系统(1)将检测到的数值传输给对应的智能板件，智能板件将数值处理后与预设的范围值进行对比，当数值超出预设范围值时，监视保护系统(1)报警并发出报警信号；

三、危急遮断系统(2)在监视保护系统(1)报警后通过第一处理器(211)和第二处理器(221)同时接收并处理报警信号，第一处理器(211)和第二处理器(221)生成停机信号并输出；

四、危急遮断系统(2)在接收到任一停机信号后控制汽轮机停机。

8.根据权利要求7所述的汽轮机轴振保护优化方法，其特征在于，还包括以下步骤：

四、危急遮断系统(2)与主电源(241)和副电源(242)连接，在主电源(241)失效的时候，自动切换为副电源(242)供电；

五、当主电源(241)和副电源(242)均失效时，危急遮断系统(2)发出警报。

9.根据权利要求8所述的汽轮机轴振保护优化方法，其特征在于，还包括以下步骤：

二a、监视保护系统(1)将轴的转速与零转速设定值比较，当转速小于零转速设定值时，转速监控模块向盘车系统(3)发送零转速信号；

六、盘车系统(3)接收到零转速信号后延时一段时间启动汽轮机盘车(34)。

10.根据权利要求9所述的汽轮机轴振保护优化方法，其特征在于，还包括以下步骤：

七、用户闭合盘车系统(3)的停车开关，盘车系统(3)控制汽轮机盘车(34)停车；

八、用户闭合盘车系统(3)的紧急投入开关，盘车系统(3)控制汽轮机盘车(34)启动并控制危急遮断系统(2)停止工作。

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