CN112012937A - 汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法、装置和汽动涡轮泵 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法、装置和汽动涡轮泵。所述汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法，通过第一位移检测组件检测调节阀的阀门的位移，得到第一位移信息；通过转速检测组件检测汽轮机组件的转速，得到转速信息；通过压力检测组件检测水泵组件的出口端的压力，得到出口压力信息。控制组件根据所述第一位移信息、转速信息和出口压力信息判断汽动涡轮泵是否存在瞬态汽蚀故障。本申请提供的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法简单方便，能够避免工作人员在现场检测存在的工业安全风险。

Description

汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法、装置和汽动涡轮泵

技术领域

本申请涉及电气设备检测技术领域，特别是涉及一种汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法、装置和汽动涡轮泵。

背景技术

汽动涡轮泵在工作时，通过蒸汽为涡轮泵提供工作功率。汽动涡轮泵要求能够在应急状态和全流量的工作情况下快速启动。汽动涡轮泵在快速启动过程中容易出现瞬态异常，例如，瞬态超功率、泵内瞬变流、水击和瞬态汽蚀等瞬态异常。其中，瞬态汽蚀是涡轮泵损坏的主要因素之一，也是在选择涡轮泵时必须校核的一项内容。

传统技术中，通常需要对涡轮泵的组件进行解体检测，以对瞬态汽蚀故障进行排除。然而，这样的检测过程十分繁琐，且存在工业安全风险。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法、装置和汽动涡轮泵。

一方面，本申请一个实施例提供一种汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法，包括：

通过第一位移检测组件检测调节阀的阀门的位移，得到第一位移信息；

通过转速检测组件检测汽轮机组件的转速，得到转速信息；

通过压力检测组件检测水泵组件的出口端的压力，得到出口压力信息；

控制组件根据所述第一位移信息、所述转速信息和所述出口压力信息，判断汽动涡轮泵是否存在瞬态汽蚀故障。

在其中一个实施例中，所述控制组件根据所述第一位移信息、所述转速信息和所述出口压力信息，判断所述汽动涡轮泵是否存在瞬态汽蚀故障，包括：

根据所述第一位移信息和所述转速信息，确定所述调节阀的阀门位移随转速的变化是否异常；

若所述调节阀的阀门位移随转速的变化异常，则根据所述转速信息确定所述汽轮机组件的转速随时间的变化是否异常，以及根据所述出口压力信息和所述转速信息，确定所述水泵组件的出口端压力随转速的变化是否异常；

若所述汽轮机组件的转速随时间的变化异常，且所述水泵组件的出口端压力随转速的变化异常，则确定所述汽动涡轮泵存在瞬态汽蚀故障。

在其中一个实施例中，所述根据所述第一位移信息和所述转速信息，确定所述调节阀的阀门位移随转速的变化是否异常，包括：

根据所述第一位移信息和所述转速信息，确定预设转速区间内第一位移信息随转速变化的曲线，得到第一位移曲线；

获取标准位移曲线，所述标准位移曲线为所述预设转速区间内位移随转速变化的标准曲线；

确定所述第一位移曲线和所述标准位移曲线是否匹配；

若所述第一位移曲线和所述标准位移曲线不匹配，则确定所述调节阀的阀门位移随转速的变化异常。

在其中一个实施例中，所述确定所述第一位移曲线和所述标准位移曲线是否匹配，包括：

若所述第一位移曲线和所述标准位移曲线上，所述预设转速区间内任一转速对应的位移值的差的绝对值大于等于预设位移阈值，则确定所述第一位移曲线和所述标准位移曲线不匹配。

在其中一个实施例中，所述根据所述转速信息确定所述汽轮组件的转速随时间的变化是否异常，以及根据所述出口压力信息和所述转速信息，确定所述水泵组件的出口端压力随转速的变化是否异常，包括：

根据所述转速信息确定所述预设转速区间内转速随时间变化的曲线，得到转速曲线，且根据所述出口压力信息和所述转速信息，确定所述预设转速区间内出口压力随转速变化的曲线，得到出口压力曲线；

获取标准转速曲线和标准出口压力曲线，所述标准转速曲线为所述预设转速区间内转速随时间变化的标准曲线，所述出口压力曲线为所述预设转速区间内出口压力随转速变化的标准曲线；

确定所述转速曲线和所述标准转速曲线是否匹配，且确定所述出口压力曲线和所述标准出口压力曲线是否匹配；

若所述转速曲线和所述标准曲线不匹配，则确定所述汽轮机组件的转速随时间变化异常；若所述出口压力曲线和所述标准出口压力曲线不匹配，则确定所述水泵组件的出口端压力随转速的变化异常。

在其中一个实施例中，所述确定所述转速曲线和所述标准转速曲线是否匹配，且确定所述出口压力曲线和所述标准出口压力曲线是否匹配，包括：

若所述转速曲线和所述标准转速曲线上，所述预设转速区间内任一时间对应的转速值的差的绝对值大于等于预设转速阈值，则确定所述转速曲线和所述标准转速曲线不匹配；

若所述出口压力曲线和所述标准出口压力曲线上，所述预设转速区间任一转速对应的出口压力值的差的绝对值大于等于预设出口压力阈值，则确定所述出口压力曲线和所述标准出口压力曲线不匹配。

在其中一个实施例中，还包括：

若所述汽动涡轮泵存在瞬态汽蚀故障，所述控制组件控制蒸汽隔离阀工作。

在其中一个实施例中，还包括：

通过第二位移检测组件检测所述蒸汽隔离阀的阀门的位移，得到第二位移信息；

所述控制组件根据所述第二位移信息，判断所述蒸汽隔离阀是否存在故障。

在其中一个实施例中，所述控制组件根据所述第二位移信息，判断所述蒸汽隔离阀是否存在故障，包括：

所述控制组件根据所述第二位移信息，获取预设时间点对应的位移值，得到第二位移值；

所述控制组件通过判断所述第二位移值是否等于预设位移值，以判断所述蒸汽隔离阀是否存在故障。

另一方面，本申请一个实施例提供一种汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测装置，用于检测汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障，所述汽动涡轮泵包括：汽轮机组件、调节阀和水泵组件，所述汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测装置包括：

第一位移检测组件，设置于所述调节阀，用于检测所述调节阀的阀门的位移，得到第一位移信息；

转速检测组件，设置于汽轮机组件，用于检测所述汽轮机组件的转速，得到转速信息；

压力检测组件，设置于所述水泵组件的出口端，用于检测所述水泵组件的出口端的压力，得到出口压力信息；

控制组件，与所述第一位移检测组件、所述转速检测组件和所述压力检测组件信号连接，用于根据所述第一位移信息、所述转速信息和所述出口压力信息，判断所述汽动涡轮泵是否存在瞬态汽蚀故障。

在其中一个实施例中，所述汽动涡轮泵还包括蒸汽隔离阀，所述控制组件与所述蒸汽隔离阀信号连接，所述控制组件用于在所述汽动涡轮泵存在瞬态汽蚀故障时控制所述蒸汽隔离阀工作。

在其中一个实施例中，还包括：

第二位移检测组件，设置于所述蒸汽隔离阀，且与所述控制组件信号连接，所述第二位移检测组件用于检测所述蒸汽隔离阀的阀门的位移，得到第二位移信息，所述控制组件用于根据所述第二位移信息判断所述蒸汽隔离阀是否存在故障。

在其中一个实施例中，还包括：

记录仪，与所述第一位移检测组件、所述转速检测组件和所述压力检测组件信号连接，用于记录所述第一位移信息、所述转速信息和所述出口压力信息。

在其中一个实施例中，所述压力检测组件包括压力变送器。

再一方面，本申请一个实施例还提供一种汽动涡轮泵，包括：

如上所述的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测装置；

汽轮机组件，所述转速检测组件设置于所述汽轮机组件，用于检测所述汽轮机组件的转速；

调节阀，所述第一位移检测组件设置于所述调节阀，用于检测所述调节阀的阀门的位移；

水泵组件，所述压力检测组件设置于所述水泵组件的出口端，用于检测所述水泵组件的出口端的压力。

本申请实施例提供一种汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法、装置和汽动涡轮泵。所述汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法，通过第一位移检测组件检测调节阀的阀门的位移，得到第一位移信息；通过转速检测组件检测汽轮机组件的转速，得到转速信息；通过压力检测组件检测水泵组件的出口端的压力，得到出口压力信息。控制组件根据第一位移信息、转速信息和出口压力信息判断汽动涡轮泵是否存在瞬态汽蚀故障。本申请实施例提供的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法通过第一位移检测组件、转速检测组件和压力检测组件检测汽动涡轮泵快速启动时的相关信息，不需要对汽动涡轮泵解体检测，检测方法简单方便。并且利用所述控制组件自动化判断所述汽动涡轮泵是否存在瞬态故障，能够避免工作人员在现场检测存在的工业安全风险。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域不同技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一个实施例提供的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法的步骤流程示意图；

图2为本申请一个实施例提供的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法的步骤流程示意图；

图3为本申请一个实施例提供的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法的步骤流程示意图；

图4为本申请一个实施例提供的调节阀的阀门的位移随转速变化的曲线示意图；

图5为本申请一个实施例提供的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法的步骤流程示意图；

图6为本申请一个实施例提供的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法的步骤流程示意图；

图7为本申请一个实施例提供的汽轮机组件的转速随时间变化的曲线示意图；

图8为本申请一个实施例提供的水泵组件的出口压力随转速变化的曲线示意图；

图9为本申请一个实施例提供的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法的步骤流程示意图；

图10为本申请一个实施例提供的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法的步骤流程示意图；

图11为本申请一个实施例提供的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法的步骤流程示意图；

图12为本申请一个实施例提供的蒸汽隔离阀的阀门的位移随时间变换的曲线的示意图；

图13为本申请一个实施例提供的水泵组件的入口压力随转速变化的曲线示意图；

图14为本申请一个实施例提供的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测装置的结构示意图；

图15为本申请一个实施例提供的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测装置的结构示意图。

附图标记说明：

21、汽轮机组件；

22、调节阀；

23、水泵组件；

24、蒸汽隔离阀；

100、第一位移检测组件；

200、转速检测组件；

300、压力检测组件；

400、控制组件；

500、第二位移检测组件；

600、记录仪。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面以具体的实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

本申请提供的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法用于对汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障进行检测。所述汽动涡轮泵包括汽轮机组件、调节阀、水泵组件和蒸汽隔离阀等。所述调节阀机械连接于所述蒸汽隔离阀和所述汽轮机组件之间，所述水泵组件于所述汽轮机组件机械连接。利用所述汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法可以通过检测所述汽轮机组件、所述调节阀、所述水泵组件和所述蒸汽隔离阀的相关信息路器确定所述汽动涡轮泵是否存在瞬态汽蚀故障。

请参见图1，本申请一个实施例提供一种汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法，包括：

S100，通过第一位移检测组件检测调节阀的阀门的位移，得到第一位移信息。

将所述第一位移检测组件设置于所述调节阀，在所述汽动涡轮泵快速启动的过程中，所述调节阀的阀门的位移会发生变化。通过所述第一位移检测组件可以检测所述调节阀的阀门的位移，得到第一位移信息。所述调节阀的阀门的位移可以是指所述调节阀的阀门移动的角度，也可以是指所述调节阀的阀门移动的距离。所述第一位移信息是指所述调节阀的阀门移动的角度值或所述调节阀的阀门移动的距离值。所述第一位移检测组件可以是位传感器，位传感器又称为线性传感器，是一种金属感应的线性器件。位传感器的作用是可以把各种被测物理量转换为电量。位传感器按被测变量变换的形式不同，位移传感器可以分为模拟式和数字式两种。模拟式又可以分为物性形和结构型两种。常用的位移传感器包括电位器式位移传感器、电感式位移传感器，电容式位移传感器、霍尔式位移传感器等。在一个具体的实施例中，所述第一位移检测组件的位移量程范围为0mm-300mm。本实施例对所述第一位移检测组件的种类和结构等不作任何限制只要能够实现其功能即可。

S200，通过转速检测组件检测汽轮机组件的转速，得到转速信息。

将所述转速检测组件设置于所述汽轮机组件，在所述汽动涡轮泵快速启动的过程中，所述汽轮机组件的转速会随着时间的变化而变化。通过所述转速检测组件可以检测所述汽轮机组件工作时的转速，得到转速信息。所述转速检测组件可以是转速传感器，转速传感器是将旋转物体的转速转换为电量输出的传感器。转速传感器属于间接式测量装置，可以使用机械、电气、磁、光和混合式等方法制造而成。按照信号形式的不同，转速传感器可以分为模拟式和数字式两种。具体的，所述转速传感器的种类可以是磁敏式、激光式、磁电式、电容式和变磁阻式等。在一个具体的实施例中，所述转速检测组件的量程范围为0rpm-500rpm。本实施例对所述转速检测组件的种类和结构等不作任何限制，只要能够实现其功能即可。

S300，通过压力检测组件检测水泵组件的出口端的压力，得到出口压力信息。

将所述压力检测组件设置在所述水泵组件的出口端，在所述汽动涡轮泵快速启动过程中，所述水泵组件的出口端的压力会发生变化。通过所述压力检测组件可以检测所述水泵组件的出口端的压力，得到所述出口压力信息。所述压力检测组件可以是压力传感器。压力传感器的种类可以是利用压电效应制造而成的压电传感器，也可以是利用压阻效应制造而成的压阻传感器、还可以是利用应变效应制造而成的应变式传感器等。本实施例对所述压力检测组件的种类和结构等不作任何限制，只要能够实现其功能即可。

S400，控制组件根据所述第一位移信息、所述转速信息和所述出口压力信息，判断汽动涡轮泵是否存在瞬态汽蚀故障。

将所述控制组件与所述第一位移检测组件、所述转速检测组件和所述压力检测组件信号连接。所述控制组件根据所述第一位移检测组件得到的所述第一位移信息、所述转速检测组件得到的所述转速信息和所述压力检测组件得到的所述出口压力信息，可以判断所述汽动涡泵是否存在瞬态汽蚀故障。所述控制组件可以是计算机设备、微处理芯片或其他设备，所述计算机设备可以但不限于是工业计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备等。所述控制组件可以设置在所述汽动涡轮泵附近，也可以远离所述汽动涡轮泵设置。本实施例对所述控制组件的设置位置不作任何限制，只要能够实现其功能即可。

本实施例提供的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法，通过所述第一位移检测组件、所述转速检测组件和所述压力检测组件检测所述汽动涡轮泵在快速启动过程中的相关信息。所述控制组件根据所述第一位移信息、所述转速信息和所述出口压力信息判断所述汽动涡轮泵是否存在瞬态汽蚀故障。本实施例提供的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法，直接使用所述第一位移检测组件、所述转速检测组件和所述压力检测组件检测所述汽动涡轮泵的相关信息，不需要对所述汽动涡轮泵进行解体后再检测，这样的检测方法简单方便。并且，利用所述控制组件自动化的判断所述汽动涡轮泵是否存在瞬态汽蚀故障，能够避免工作人员在现场检测观察存在的工业安全风险。同时，通过对所述汽动涡轮泵的相关器件检测后判断的所述汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障，便于在所述汽动涡轮泵在存在瞬态汽蚀故障时，分析故障产生的原因，从而可以及时寻找相应的解决方案。并且工作人员可以根据所述控制组件检测到的信息对所述汽动涡轮泵的各个器件的参数进行优化，提高所述汽动涡轮泵的实用性和可靠性。

请参见图2，步骤S400所述控制组件根据所述第一位移信息、所述转速信息和所述出口压力信息，判断所述汽动涡轮泵是否存在瞬态汽蚀故障，包括：

S410，根据所述第一位移信息和所述转速信息，确定所述调节阀的阀门位移随转速的变化是否异常。

根据所述第一位移信息和所述转速信息，可以得到调节阀的阀门的位移随转速的变化趋势。若变化趋势与正常变化趋势不同，则说明所述调节阀的阀门的位移存在异常。

具体的，请参见图3，在一个实施例中，步骤S410包括：

S411，根据所述第一位移信息和所述转速信息，确定预设转速区间内第一位移信息随转速变化的曲线，得到第一位移曲线；

S412，获取标准位移曲线，所述标准位移曲线为所述预设转速区间内位移随转速变化的标准曲线。

所述预设转速区间是工作人员根据多次实验得到的转速区间，在多次试验后，工作人员发现在某个转速区间内，所述第一位移信息随转速的变化容易发生变化，并且，其他转速区间存在的干扰因素较多，容易发生误判，因此，将此转速区间设置为所述预设转速区间。所述控制组件根据所述第一位移信息和所述转速信息，可以绘制出所述第一位移信息随转速变化的曲线，称为所述第一位移曲线。所述标准位移曲线是所述汽动涡轮泵在快速启动过程中，所述调节阀的阀门的位移随转速正常变化的曲线。如图4所示，比较细的曲线代表所述第一位移曲线，比较粗的曲线代表所述标准位移曲线。所述控制组件获取的所述第一位移曲线和标准位移曲线是在同一个转速区间内的位移曲线。在一个具体的实施例中，所述预设转速区间为5000rpm-8000rpm。所述控制组件可以根据所述第一位移信息和所述转速信息，得到所述转速信息中所有转速形成的区间内的所述第一位移信息随转速变化的曲线。同样的，所述控制组件获取的所述标准位移曲线可以是所述转速信息中所有转速形成的区间内所述第一位移信息随转速变化的标准位移曲线。

S413，确定所述第一位移曲线和所述标准位移曲线是否匹配。

S414，若所述第一位移曲线和所述标准位移曲线不匹配，则确定所述调节阀的阀门位移随转速的变化异常。

所述控制组件可以通过计算所述第一位移曲线和所述标准位移曲线之间的匹配度来判断所述第一位移曲线和所述标准位移曲线是否匹配。若匹配度大于等于工作人员预先设置的匹配度阈值，则确定所述第一位移曲线和所述标准位移曲线不匹配；反之，确定所述第一位移曲线和所述标准位移曲线匹配。若所述第一位移曲线和所述标准位移曲线不匹配，则说明所述调节阀的阀门的位移随转速的变化与正常情况下位移随转速的变化不同，即，所述调节阀的阀门位移随转速的变化异常。所述控制组件也可以通过其他方法判断所述第一位移曲线和所述标准位移曲线是否匹配，本实施例对此不作任何限制，只要能够实现其功能即可。

S420，若所述调节阀的阀门位移随转速的变化异常，则根据所述转速信息确定所述汽轮机组件的转速随时间的变化是否异常，以及根据所述出口压力信息和所述转速信息，确定所述水泵组件的出口端压力随转速的变化是否异常；

S430，若所述汽轮机组件的转速随时间的变化异常，且所述水泵组件的出口端压力随转速的变化异常，则确定所述汽动涡轮泵存在瞬态汽蚀故障。

在所述控制组件得到所述调节阀的阀门位移随转速的变化异常后，判断所述汽轮机组件的转速随时间的变化是否异常，以及所述水泵组件的出口端的压力随转速的变化是否异常。所述控制组件根据所述转速信息判断所述汽轮机组件的转速随时间的变化，根据所述出口压力信息判断所述水泵组件的出口端的压力随转速的变化。若所述控制组件确定所述汽轮机组件的转速随时间的变化异常，并且所述水泵组件的出口端的压力随转速的变化异常，则可以说明所述汽动涡轮泵存在瞬态汽蚀故障；反之，说明所述汽动涡轮泵不存在瞬态汽蚀故障。

请参见图5，在一个实施例中，步骤S413所述确定所述第一位移曲线和所述标准位移曲线是否匹配，包括：

S401，若所述第一位移曲线和所述标准位移曲线上，所述预设转速区间内任一转速对应的位移值的差的绝对值大于等于预设位移阈值，则确定所述第一位移曲线和所述标准位移曲线不匹配。

所述控制组件计算所述第一位移曲线和所述标准位移曲线上，所述预设转速区间内任一转速对应的位移值之差的绝对值。其中，任一转速是指所述预设转速区间内的任意一个转速。位移值之差是指在同一转速对应的所述第一位移曲线上的位移值和所述标准位移曲线上的位移值之间的差值。在本实施例中，所述控制组件可以计算所述预设转速区间内所有转速对应的位移值之差的绝对值，将计算得到的每个绝对值与所述预设位移阈值进行对比。若所有绝对值中存在一个绝对值大于等于所述预设位移阈值，则说明所述第一位移曲线和所述标准位移曲线不匹配。

请继续参见图5，在一个具体的实施例中，确定所述第一位移曲线和所述标准位移曲线是否匹配的具体的步骤为：

S402，获取所述第一位移曲线上，所述预设转速区间内目标转速对应的位移值，得到第一位移值；

S403，获取所述标准位移曲线上所述目标转速对应的位移值，得到标准位移值；

S404，确定所述第一位移值与所述标准位移值之间的差的绝对值是否大于等于所述预设位移阈值；

S405，若所述第一位移值和所述标准位移值之间的差的绝对值大于等于所述预设位移阈值，则确定所述第一位移曲线和所述标准位移曲线不匹配；

S406，若所述第一位移值和所述标准位移值之间的差的绝对值小于所述预设位移阈值，则获取所述预设转速区间内的下一转速，将所述下一个转速作为所述目标转速，返回执行步骤S402，直至所述第一位移值与所述标准位移值之间的差的绝对值大于等于所述预设位移阈值。

请参见图6，在一个实施例中，所述S420包括：

S421，根据所述转速信息确定所述预设转速区间内转速随时间变化的曲线，得到转速曲线，且根据所述出口压力信息和所述转速信息，确定所述预设转速区间内出口压力随转速变化的曲线，得到出口压力曲线。

S422，获取标准转速曲线和标准出口压力曲线，所述标准转速曲线为所述预设转速区间内转速随时间变化的标准曲线，所述出口压力曲线为所述预设转速区间内出口压力随转速变化的标准曲线；

所述控制组件根据所述转速信息以及时间，可以绘制出所述转速信息随时间变化的曲线，得到转速曲线。所述标准转速曲线是所述汽动涡轮泵在快速启动过程中，所述汽轮机组件的转速随时间正常变化的曲线。如图7所示，较粗的曲线为所述转速曲线，较细的为所述标准转速曲线。所述控制组件获取的所述转速曲线和所述标准转速曲线是在同一个时间区间内的转速曲线。在一个具体的实施例中，所述控制组件可以根据所述转速信息，得到所述转速信息中所述汽轮机组件在整个快速启动的时间内转速随时间变化的曲线。同样的，所述控制组件获取的所述标准转速曲线可以是所述汽轮机组件在整个快速启动的时间内转速随时间变化的标准曲线。

所述控制组件根据所述出口压力信息和所述转速信息，可以绘制出所述出口压力信息随转速变化的曲线，得到出口压力曲线。所述标准出口压力曲线是所述汽动涡轮泵在快速启动过程中，所述水泵组件的出口压力随转速正常变化的曲线。如图8所示，较细的曲线为所述出口压力曲线，较粗的为所述标准出口压力曲线。所述控制组件获取的所述出口压力曲线和所述标准压力曲线是在同一个转速区间内的转速曲线。在一个具体的实施例中，所述控制组件可以根据所述出口压力信息和所述转速信息，得到所述转速信息中所有转速形成的区间内的所述出口压力信息随转速变换的曲线。同样的，所述控制组件获取的所述标准出口压力曲线可以是所述转速信息中所有转速形成的区间内的出口压力随转速变化的标准出口压力曲线。

S423，确定所述转速曲线和所述标准转速曲线是否匹配，且确定所述出口压力曲线和所述标准出口压力曲线是否匹配；

S424，若所述转速曲线和所述标准曲线不匹配，则确定所述汽轮机组件的转速随时间变化异常；若所述出口压力曲线和所述标准出口压力曲线不匹配，则确定所述水泵组件的出口端压力随转速的变化异常。

所述控制组件确定所述转速曲线和所述标准转速曲线是否匹配，以及确定所述出口压力曲线和所述标准压力出口曲线是否匹配的具体的描述可以参考所述控制组件确定所述第一位移曲线和所述标准位移曲线是否匹配，在此不再赘述。

请参见图9，在一个实施例中，步骤S423包括：

S4231，若所述转速曲线和所述标准转速曲线上，所述预设转速区间内任一时间对应的转速值的差的绝对值大于等于预设转速阈值，则确定所述转速曲线和所述标准转速曲线不匹配。

所述控制组件计算所述转速曲线和所述标准转速曲线上，所述预设转速区间内任一时间点对应的转速值之差的绝对值。在本实施例中，所述控制组件可以计算所述预设转速区间内所有时间点对应的所述转速曲线上的转速值和所述标准转速曲线上的转速值之间的差的绝对值，将计算得到的每个绝对值与所述预设转速阈值进行对比。若所有绝对值中存在一个绝对值大于等于所述预设转速阈值，则说明所述转速曲线和所述标准转速曲线不匹配。

请继续参见图9，在一个具体的实施例中，确定所述转速曲线和所述标砖转速曲线是否匹配的具体步骤为：

S4232，获取所述转速曲线上，所述预设转速区间内目标时间点对应的转速值，得到转速值；

S4233，获取所述标准转速曲线上所述目标时间点对应的转速值，得到标准转速值；

S4234，确定所述转速值与所述标准转速值之间的差的绝对值是否大于等于所述预设转速阈值；

S4235，若所述转速值和所述标准转速值之间的差的绝对值大于等于预设转速阈值，则确定所述转速曲线和所述标准转速曲线不匹配；

S4236，若所述转速值和所述标准转速值之间的差的绝对值小于所述预设转速值，则获取所述预设转速区间内的下一个时间点，将所述下一个时间点作为所述目标时间点，返回执行步骤S4232，直至所述转速值和所述标准转速值之间的差的绝对值大于等于所述预设转速阈值。

S4237，若所述出口压力曲线和所述标准出口压力曲线上，所述预设转速区间任一转速对应的出口压力值的差的绝对值大于等于预设出口压力阈值，则确定所述出口压力曲线和所述标准出口压力曲线不匹配。

所述控制组件确定所述出口压力曲线和所述标准出口压力曲线不匹配的具体描述可以参考上述对所述转速曲线和所述标准转速曲线不匹配的描述，在此不再赘述。

请参见图10，在一个实施例中，所述汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法，还包括：

S500，若所述汽动涡轮泵存在瞬态汽蚀故障，所述控制组件控制蒸汽隔离阀工作。

所述控制组件在判断出所述汽动涡轮泵在快速启动过程中存在瞬态汽蚀的故障，控制所述蒸汽隔离阀的工作，即，控制所述蒸汽隔离阀开阀的时间或者控制所述蒸汽隔离阀的阀门位移等。通过控制所述蒸汽隔离阀的工作，可以控制蒸汽向涡轮泵提供的工作功率，从而可以控制所述汽轮机组件的转速，所述调节阀的阀门位移和所述水泵组件的出口压力，进而可以消除所述汽动涡轮泵在快速启动过程中产生的瞬态汽蚀故障。在一个具体的实施例中，所述汽动涡轮泵在70bar以上蒸汽的实验条件下工作。在本实施例中，所述控制组件通过控制所述蒸汽隔离阀的工作，可以消除所述汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障，能够提高所述汽动涡轮泵的实用性和安全性。

请继续参见图10，在一个实施例中，所述汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法还包括：

S600，通过第二位移检测组件检测所述蒸汽隔离阀的阀门的位移，得到第二位移信息。

将所述第二位移检测组件设置于所述蒸汽隔离阀，在所述汽动动涡轮泵快速启动过程中，所述蒸汽隔离阀的阀门位移会发生变化。通过所述第二位移检测组件可以检测所述蒸汽隔离阀的阀门的位移，得到第二位移信息。对所述第二位移检测组件的具体描述可以参考上述对所述第一位移检测组件的描述，在此不再赘述。

S700，所述控制组件根据所述第二位移信息，判断所述蒸汽隔离阀是否存在故障。

所述控制组件可以根据所述第二位移检测组件得到的所述第二位移信息，判断所述蒸汽隔离阀是否存在故障。若所述蒸汽隔离阀存在故障，则所述汽动涡轮泵发生的瞬态汽蚀故障可能是由所述蒸汽隔离阀的故障引起的。所述蒸汽隔离阀的故障可以是所述蒸汽隔离阀开启速度过快，也可以是所述蒸汽隔离阀开始过程太长。在本实施例中，所述控制组件通过判断所述蒸汽隔离阀是否存在故障，可以防止所述汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障是由所述蒸汽隔离阀的故障引起的，能够提高对所述汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测的准确性。

请参见图11，在一个实施例中，步骤S800所述控制组件根据所述第二位移信息，判断所述蒸汽隔离阀是否存在故障包括：

S710，所述控制组件根据所述第二位移信息，获取预设时间点对应的位移值，得到第二位移值。

S720，所述控制组件通过判断所述第二位移值是否等于预设位移值，以判断所述蒸汽隔离阀是否存在故障。

所述第二位移信息是所述汽动涡轮泵在快速启动过程中，所述蒸汽隔离阀的阀门的位移值。所述预设时间点是工作人员选择的所述汽动涡轮泵快速启动的过程中的任意一个时间点。预设位移值为在所述蒸汽隔离阀正常工作的情况下，工作人员根据多次实验得到的在所述预设时间点所述蒸汽隔离阀的阀门的位移值。所述控制组件可以获取所述蒸汽隔离阀在所述预设时间点对应的位移值，此位移值为所述第二位移值。所述控制组件将所述第二位移值与所述预设位移值进行对比，若所述第二位移值和所述预设位移值相等，则确定所述蒸汽隔离阀不存在故障，反之，所述蒸汽隔离阀存在故障。在一个具体的实施例中，如图12所示，在正常工作情况下，所述蒸汽隔离阀在第8秒开启，在第10秒所述蒸汽隔离阀的阀门的位移开启至8mm，即，所述蒸汽隔离阀的阀门的位移值等于完全位移值的50％，换句话说，在第10秒所述蒸汽隔离阀的阀门要打开一半。在10秒后继续开启，在18秒所述蒸汽隔离阀的阀门的位置开启至16mm，即，所述蒸汽隔离阀的阀门的位移值要等于完全位移值，换句话说，在第18秒所述蒸汽隔离阀的阀门要全部打开。

在一个具体的实施例中，所述汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法还包括通过入口压力检测组件检测所述水泵组件的入口端的压力，得到入口压力信息。将所述入口压力检测组件设置在所述水泵组件的入口端，在所述汽动涡轮泵快速启动过程中，所述水泵组件的入口端的压力会发生变化。通过所述入口压力检测组件可以检测所述水泵组件的入口端的压力，得到入口压力信息。所述入口压力检测组件可以和所述压力检测组件一样，也可以不一样，本实施例对此不作任何限制。所述控制组件与所述入口压力检测组件信号连接，可以接收所述入口压力信息，并将所述入口压力信息绘制成入口压力随转速变化的入口压力曲线。如图13所示，较细的曲线表示标准入口压力曲线，较粗的曲线表示所述入口压力曲线。所述控制组件将所述入口压力曲线与所述标准入口压力曲线进行匹配，若所述入口压力曲线和所述标准入口压力曲线不匹配，则所述水泵组件的入口压力随转速变化异常。若所述水泵组件的入口压力随转速变化异常，则可以进一步的判断所述汽动涡轮泵存在瞬态汽蚀故障。同时，通过判断所述水泵组件的入口压力，可以判断所述瞬态汽蚀故障发生的原因，能够提高所述汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法的实用性。

应该理解的是，虽然图中的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

请参见图14，本申请实施例提供一种汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测装置包括第一位移检测组件100、转速检测组件200、压力检测组件300和控制组件400。

所述第一位移检测组件100设置于所述调节阀22，用于检测所述调节阀22的阀门的位移，得到第一位移信息。所述转速检测组件200设置于汽轮机组件21，用于检测所述汽轮机组件21的转速，得到转速信息。所述压力检测组件300设置于所述水泵组件21的出口端，用于检测所述水泵组件23的出口端的压力，得到出口压力信息。所述控制组件400与所述第一位移检测组件100、所述转速检测组件200和所述压力检测组件300信号连接，用于根据所述第一位移信息、所述转速信息和所述出口压力信息，判断所述汽动涡轮泵是否存在瞬态汽蚀故障。

对所述第一位移检测组件100、所述转速检测组件200、所述压力检测组件300和所述控制组件400的具体描述可以参考上述所述汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法中的描述，在此不再赘述。由于使用所述汽动动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测装置可以对所述汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障进行检测，因此，所述汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测装置具有所述汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法的所有结构和有益效果，在此不再赘述。

请参见图15，在一个实施例中，所述控制组件400与所述蒸汽隔离阀24信号连接，所述控制组件400用于在所述汽动涡轮泵存在瞬态汽蚀故障时控制所述蒸汽隔离阀24工作。在本实施例中，所述控制组件400通过控制所述蒸汽隔离阀24的工作，可以消除所述汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障，能够提高所述汽动涡轮泵的实用性和安全性。

请继续参见图15，在一个实施例中，所述汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测装置还包括第二位移检测组件500。所述第二位移检测组件500设置于所述蒸汽隔离阀24，且与所述控制组件400信号连接。所述第二位移检测组件500用于检测所述蒸汽隔离阀24的阀门的位移，得到第二位移信息，所述控制组件400用于根据所述第二位移信息判断所述蒸汽隔离阀24是否存在故障。具体的描述可以参考上述汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法中的描述，在此不再赘述。

请继续参见图15，在一个实施例中，所述汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测装置还包括记录仪600。所述记录仪600与所述第一位移检测组件100、所述转速检测组件200和所述压力检测组件300信号连接，用于记录所述第一位移信息、所述转速信息和所述出口压力信息。所述记录仪600是以先进的CPU为核心，并辅以大规模集成电路、大容量FLASH存储、信号智能调理、SmartBus总线以及高分辨率图形液晶显示器的新型智能化无纸记录仪表，采用长寿命LED背光160×128单色液晶显示屏，支持4/8/16通道模拟量通用输入或2/4/8通道模拟输出与12通道报警输出。所述记录仪600具有体积小、通道数多、功耗低、精度高、通用性强、运行稳定、可靠性高等特点。在本实施例中，通过所述记录仪600将所述第一位移信息、所述转速信息和所述出口压力信息记录存储，便于工作人员查询。并且，工作人员可以对所述记录仪600的记录的数据进行二次开发，用于对所述汽动涡轮泵的建模仿真，以及所述汽轮机组件21、所述水泵组件23和所述调节阀22的其他工作状态的分析，能够提高所述汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测装置的实用性。

在一个实施例中，所述压力检测组件300包括压力变送器。所述压力变送器通常包括测压元件、测量电路和过程连接件。所述压力变送器能够将测压元件感受到的气体、液体等物理压力参数转变为标准的电信号，以给所述控制组件400和记录仪600等二次仪表进行测量和指示等。所述压力变送器具有工作可靠、性能稳定、安装使用方便、体积小、重量轻和性价比高等特点，能够提高所述汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测装置的实用性和可靠性。

本申请一个实施例提供一种汽动涡轮泵包括如上述实施例所述的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测装置和汽轮机组件21、调节阀22和水泵组件23。所述转速检测组件200设置于所述汽轮机组件21，用于检测所述汽轮机组件21的转速。所述第一位移检测组件100设置于所述调节阀22，用于检测所述调节阀22的阀门的位移。所述压力检测组件300设置于所述水泵组件23的出口端，用于检测所述水泵组件23的出口端的压力。由于所述汽动涡轮泵包括所述汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测装置，因此具有所述汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测装置的所有结构和有益效果，在此不再赘述。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (15)

1.一种汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法，其特征在于，包括：

通过第一位移检测组件检测调节阀的阀门的位移，得到第一位移信息；

通过转速检测组件检测汽轮机组件的转速，得到转速信息；

通过压力检测组件检测水泵组件的出口端的压力，得到出口压力信息；

控制组件根据所述第一位移信息、所述转速信息和所述出口压力信息，判断汽动涡轮泵是否存在瞬态汽蚀故障。

2.根据权利要求1所述的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法，其特征在于，所述控制组件根据所述第一位移信息、所述转速信息和所述出口压力信息，判断所述汽动涡轮泵是否存在瞬态汽蚀故障，包括：

根据所述第一位移信息和所述转速信息，确定所述调节阀的阀门位移随转速的变化是否异常；

若所述调节阀的阀门位移随转速的变化异常，则根据所述转速信息确定所述汽轮机组件的转速随时间的变化是否异常，以及根据所述出口压力信息和所述转速信息，确定所述水泵组件的出口端压力随转速的变化是否异常；

若所述汽轮机组件的转速随时间的变化异常，且所述水泵组件的出口端压力随转速的变化异常，则确定所述汽动涡轮泵存在瞬态汽蚀故障。

3.根据权利要求2所述的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法，其特征在于，所述根据所述第一位移信息和所述转速信息，确定所述调节阀的阀门位移随转速的变化是否异常，包括：

根据所述第一位移信息和所述转速信息，确定预设转速区间内第一位移信息随转速变化的曲线，得到第一位移曲线；

获取标准位移曲线，所述标准位移曲线为所述预设转速区间内位移随转速变化的标准曲线；

确定所述第一位移曲线和所述标准位移曲线是否匹配；

若所述第一位移曲线和所述标准位移曲线不匹配，则确定所述调节阀的阀门位移随转速的变化异常。

4.根据权利要求3所述的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法，其特征在于，所述确定所述第一位移曲线和所述标准位移曲线是否匹配，包括：

若所述第一位移曲线和所述标准位移曲线上，所述预设转速区间内任一转速对应的位移值的差的绝对值大于等于预设位移阈值，则确定所述第一位移曲线和所述标准位移曲线不匹配。

5.根据权利要求2所述的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法，其特征在于，所述根据所述转速信息确定所述汽轮组件的转速随时间的变化是否异常，以及根据所述出口压力信息和所述转速信息，确定所述水泵组件的出口端压力随转速的变化是否异常，包括：

根据所述转速信息确定预设转速区间内转速随时间变化的曲线，得到转速曲线，且根据所述出口压力信息和所述转速信息，确定所述预设转速区间内出口压力随转速变化的曲线，得到出口压力曲线；

获取标准转速曲线和标准出口压力曲线，所述标准转速曲线为所述预设转速区间内转速随时间变化的标准曲线，所述出口压力曲线为所述预设转速区间内出口压力随转速变化的标准曲线；

确定所述转速曲线和所述标准转速曲线是否匹配，且确定所述出口压力曲线和所述标准出口压力曲线是否匹配；

若所述转速曲线和所述标准曲线不匹配，则确定所述汽轮机组件的转速随时间变化异常；若所述出口压力曲线和所述标准出口压力曲线不匹配，则确定所述水泵组件的出口端压力随转速的变化异常。

6.根据权利要求5所述的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法，其特征在于，所述确定所述转速曲线和所述标准转速曲线是否匹配，且确定所述出口压力曲线和所述标准出口压力曲线是否匹配，包括：

若所述转速曲线和所述标准转速曲线上，所述预设转速区间内任一时间对应的转速值的差的绝对值大于等于预设转速阈值，则确定所述转速曲线和所述标准转速曲线不匹配；

若所述出口压力曲线和所述标准出口压力曲线上，所述预设转速区间任一转速对应的出口压力值的差的绝对值大于等于预设出口压力阈值，则确定所述出口压力曲线和所述标准出口压力曲线不匹配。

7.根据权利要求2所述的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法，其特征在于，还包括：

若所述汽动涡轮泵存在瞬态汽蚀故障，所述控制组件控制蒸汽隔离阀工作。

8.根据权利要求7所述的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法，其特征在于，还包括：

通过第二位移检测组件检测所述蒸汽隔离阀的阀门的位移，得到第二位移信息；

所述控制组件根据所述第二位移信息，判断所述蒸汽隔离阀是否存在故障。

9.根据权利要求8所述的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测方法，其特征在于，所述控制组件根据所述第二位移信息，判断所述蒸汽隔离阀是否存在故障，包括：

所述控制组件根据所述第二位移信息，获取预设时间点对应的位移值，得到第二位移值；

所述控制组件通过判断所述第二位移值是否等于预设位移值，以判断所述蒸汽隔离阀是否存在故障。

10.一种汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测装置，其特征在于，用于检测汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障，所述汽动涡轮泵包括：汽轮机组件、调节阀和水泵组件，所述汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测装置包括：

第一位移检测组件，设置于所述调节阀，用于检测所述调节阀的阀门的位移，得到第一位移信息；

转速检测组件，设置于汽轮机组件，用于检测所述汽轮机组件的转速，得到转速信息；

压力检测组件，设置于所述水泵组件的出口端，用于检测所述水泵组件的出口端的压力，得到出口压力信息；

控制组件，与所述第一位移检测组件、所述转速检测组件和所述压力检测组件信号连接，用于根据所述第一位移信息、所述转速信息和所述出口压力信息，判断所述汽动涡轮泵是否存在瞬态汽蚀故障。

11.根据权利要求10所述的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测装置，其特征在于，所述汽动涡轮泵还包括蒸汽隔离阀，所述控制组件与所述蒸汽隔离阀信号连接，所述控制组件用于在所述汽动涡轮泵存在瞬态汽蚀故障时控制所述蒸汽隔离阀工作。

12.根据权利要求11所述的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测装置，其特征在于，还包括：

第二位移检测组件，设置于所述蒸汽隔离阀，且与所述控制组件信号连接，所述第二位移检测组件用于检测所述蒸汽隔离阀的阀门的位移，得到第二位移信息，所述控制组件用于根据所述第二位移信息判断所述蒸汽隔离阀是否存在故障。

13.根据权利要求10所述的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测装置，其特征在于，还包括：

记录仪，与所述第一位移检测组件、所述转速检测组件和所述压力检测组件信号连接，用于记录所述第一位移信息、所述转速信息和所述出口压力信息。

14.根据权利要求10所述的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测装置，其特征在于，所述压力检测组件包括压力变送器。

15.一种汽动涡轮泵，其特征在于，包括：

如权利要求10至14任一项所述的汽动涡轮泵的瞬态汽蚀故障检测装置；

汽轮机组件，所述转速检测组件设置于所述汽轮机组件，用于检测所述汽轮机组件的转速；

调节阀，所述第一位移检测组件设置于所述调节阀，用于检测所述调节阀的阀门的位移；

水泵组件，所述压力检测组件设置于所述水泵组件的出口端，用于检测所述水泵组件的出口端的压力。

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