CN114252272A - 一种燃气轮机轴承散热异常的检测方法 - Google Patents

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CN114252272A CN202111519915.XA CN202111519915A CN114252272A CN 114252272 A CN114252272 A CN 114252272A CN 202111519915 A CN202111519915 A CN 202111519915A CN 114252272 A CN114252272 A CN 114252272A
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林枫
王伟影
胡汀
栾永军
孙鹏
贺帅
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Abstract

本发明的目的在于提供一种燃气轮机轴承散热异常的检测方法，包括以下步骤：选取燃机运行时机组功率及滑油温升数据，使用历史数据构建正常的轴承滑油温升模型，包括温升的上边界、下边界和控制中心线；采集燃气轮机实际运行过程中功率参数构建待检测数列a，各个轴承位置不同的滑油温升参数构建待检测数列b、c、d……；选取不同的SPC准则组合对数列a及数列b、c、d……等进行异常检测，判别轴承润滑系统状态。本发明能有效检测轴承散热故障的发展趋势，是一种简单、高效、准确、实时的燃气轮机轴承散热异常的检测方法。

Description

一种燃气轮机轴承散热异常的检测方法
技术领域
本发明涉及的是一种燃气轮机检测方法，具体地说是燃气轮机轴承散热检测方法。
背景技术
由于燃气轮机转子是高速旋转件，长期处于高频振动下，承载转子转动的轴承运行过程中会产生大量热量。通常这些热量是通过轴承的润滑系统带走。一旦滑动轴承出现内外圈裂纹、或者滑油中杂质进入造成轴承磨损之类的现象发生，会极大降低轴承寿命，甚至出现爆瓦事故。
一般燃气轮机的轴承温度均是通过轴承附近的滑油温度进行间接监测的，报警数值提前给定记录于机组保护系统之中。而实际机组运行过程中，随机组工况(负荷)，润滑系统状态等因素的变化，轴承温度的安全运行值和限制值实际上是一个变化值。而且如果能通过现有机组运行数据检测到这些数值的异常变化过程，便可提前发现轴承或润滑系统的异常趋势，提前预防相关故障的发生。
发明内容
本发明的目的在于提供能有效检测轴承散热故障的一种燃气轮机轴承散热异常的检测方法。
本发明的目的是这样实现的：
本发明一种燃气轮机轴承散热异常的检测方法，其特征是：
(1)通过机组历史运行数据计算燃气轮机轴承润滑系统在不同工况下的滑油温升模型；
(2)构建滑油温升数列A、B、C……，分别计算不同工况下的滑油温升标准差D以及均值S；
(3)取步骤(2)计算得到的标准差D的倍数n·D及-n·D构建轴承滑油温升模型的上边界及下边界；
(4)取步骤(2)计算得到均值S作为轴承滑油温升模型的控制中心线；
(5)采集燃气轮机实际运行过程中功率及各轴承滑油出口温度；
(6)根据燃气轮机运行经验及轴承滑油温升特征，基于质量控制图理论选取相应的一条或一条以上检测规则，对功率及轴承滑油温升进行异常检测；
(7)若功率检测结果为稳定且轴承滑油温升检测结果为异常变化时，给出相应报警，跳转步骤(9)；
(8)转到步骤(5)重新进行数据采集与检测；
(9)给出报警，检测完成。
本发明还可以包括：
1、所述质量控制图理论准则如下：
Figure BDA0003408352590000021
本发明的优势在于：本发明能有效检测轴承散热故障的发展趋势，是一种简单、高效、准确、实时的燃气轮机轴承散热异常的检测方法。
附图说明
图1为燃气轮机轴承散热正常时滑油温升模型示例；
图2为燃气轮机运行过程中轴承散热状态标识流程图；
图3为燃气轮机轴承散热异常检测的流程图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1-3，本发明的实施包括以下步骤：
建立轴承正常状态下各工况的滑油温升曲线并构建上边界、下边界和控制中心线。
选取燃机运行时轴承散热过程涉及到的机组参数，包括机组功率，滑油入口温度Tin，轴承出口温度Tout1、Tout2、Tout3……等，使用燃机的历史数据建立正常的滑油温升曲线，包括温升上边界、下边界和控制中心线。
其中，轴承滑油温升ΔTn计算方法如下：
ΔTn＝Toutn-Tin
其中Toutn为对应轴承的出口温度，Tin为滑油进口温度。
控制中心线为历史正常运行过程ΔTn的平均值，上边界为控制中心线加上根据历史数据统计的n倍标准差，下边界控制中心线减去根据历史数据统计的n倍标准差。其中，n的取值根据实际数据进行调整。此过程可以离线进行。
检测燃气轮机功率及各轴承对应的滑油出口温度的实时状态。
(1)采集机组实际运行过程中功率及各轴承对应的滑油出口温度；
(2)对采集到的机组运行数据预处理，计算各轴承对应的滑油温升ΔTn；
(3)根据历史经验，选取质量控制图理论(SPC准则)中的数据状态检测规则，监测机组滑油温升的实时变化状态。根据历史经验，滑油温升检测选取R1，R2，R3及R11。
判定燃气轮机轴承散热是否异常。
基于轴承对应的滑油温升状态标识，构建燃气轮机轴承散热异常综合判定条件规则。当且仅当机组功率稳定情况下，所有轴承对应的滑油温升有一个以上状态标识为异常时，判定机组轴承散热出现异常。
本发明的SPC准则列表：
Figure BDA0003408352590000031
Figure BDA0003408352590000041

Claims (2)

1.一种燃气轮机轴承散热异常的检测方法，其特征是：
(1)通过机组历史运行数据计算燃气轮机轴承润滑系统在不同工况下的滑油温升模型；
(2)构建滑油温升数列A、B、C……，分别计算不同工况下的滑油温升标准差D以及均值S；
(3)取步骤(2)计算得到的标准差D的倍数n·D及-n·D构建轴承滑油温升模型的上边界及下边界；
(4)取步骤(2)计算得到均值S作为轴承滑油温升模型的控制中心线；
(5)采集燃气轮机实际运行过程中功率及各轴承滑油出口温度；
(6)根据燃气轮机运行经验及轴承滑油温升特征，基于质量控制图理论选取相应的一条或一条以上检测规则，对功率及轴承滑油温升进行异常检测；
(7)若功率检测结果为稳定且轴承滑油温升检测结果为异常变化时，给出相应报警，跳转步骤(9)；
(8)转到步骤(5)重新进行数据采集与检测；
(9)给出报警，检测完成。
2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机轴承散热异常的检测方法，其特征是：所述质量控制图理论准则如下：
Figure FDA0003408352580000011
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