CN205785802U - 一种汽轮发电机组轴系偏心及其相位测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽轮发电机组轴系偏心及其相位测量装置，利用电厂汽轮发电机组本身的轴振动、偏心和键相传感器，解决了偏心晃度高点的相位测量问题，同时可以对各轴瓦处汽轮发电机组轴系上各轴瓦处偏心进行监测，计算出各轴瓦处相应偏心晃度高点的相位值，克服目前不能对电厂轴系偏心进行完整监测的难题。

Description

一种汽轮发电机组轴系偏心及其相位测量装置

技术领域

本实用新型涉及汽轮发电机组，属于汽轮发电机组安全运行领域。

背景技术

汽轮机及发电机是热力发电厂中的主要设备，承担着将热能转化为电能的作用。汽轮机-发电机轴系偏心是一重要数据，能反应出受热应力或重力等因素影响的汽轮机-发电机转子的弯曲程度，是启停机过程中监视的重要参数。根据《电力建设施工技术规范第3部分：汽轮发电机组》、《火力发电建设工程机组调试技术规范》中关于汽轮发电机组冲转的要求，偏心与原始值偏差不超过0.02mm，原始晃度高点相位应无变化。但目前电厂原有的监测系统只能测量偏心的大小，不能测量偏心晃度高点的相位，不能满足相关技术规范的要求，并且只有单点测量，对汽轮发电机组轴系各轴瓦处偏心不能监测。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种汽轮发电机组轴系偏心及其相位测量装置，利用电厂汽轮发电机组本身的轴振动、偏心和键相传感器，解决偏心晃度高点的相位测量问题，同时可以对各轴瓦处汽轮发电机组轴系上各轴瓦处偏心进行监测，计算出各轴瓦处相应偏心晃度高点的相位值，克服目前不能对电厂轴系偏心进行完整监测的难题，符合相关技术规范的要求，对汽轮发电机组故障诊断提供可靠数据，是汽轮发电机组启动的重要依据，也是汽轮发电机组安全运行的重要保障。

本实用新型的技术方案是：一种汽轮发电机组轴系偏心及其相位测量装置，包括轴承振动传感器、偏心传感器和键相传感器，振动传感器、偏心传感器和键相传感器与TSI卡件相连，TSI卡件与数据采集设备相连，数据采集设备与计算机连接。每个轴承对应一组振动传感器、偏心传感器。数据采集设备的采样率大于5k，分辨率大于12bit，通道数大于3。键相传感器安装于转子或转子延伸轴圆周表面上有测量槽的位置，且键相传感器正对该测量槽所在的转子表面；振动传感器安装在转子各支撑轴承处，与转子表面垂直；偏心传感器安装在接近转子前端位置，与转子表面垂直。

一种汽轮发电机组轴系偏心及其相位测量方法，包括以下步骤：

步骤1)，以键相信号的上升沿或下降沿出现时刻为起始时间t₀，以下一次键相信号的上升沿或下降沿出现时刻为终止时间t₁，时间间隔Δt，见式(1)；

Δt＝t₁-t₀ 式(1)

步骤2)，求出Δt时间段内各轴承转子振动信号序列S_i中的最大值和最小值见式(2)、式(3)，式中i表示轴承标号；求出这段时间内偏心信号序列S^p中数组的最大值和最小值见式(4)、式(5)；

步骤3)，计算和之差ΔS_i，见式(6)，找出ΔS_i中的最大值ΔS_n见式(7)；计算和之差ΔS_p，见式(8)；

ΔS_n＝max(ΔS_i) 式(7)

步骤4)，找出出现的时刻以t₀为起点，计算时间间隔Δt_i，见式(9)；找出出现的时刻计算时间间隔Δt_p，见式(10)；

步骤5)，根据传感器系数k，计算出各轴瓦处偏心e_i，见式(11)：

e_i＝kΔS_i 式(11)

当i＝n时，根据步骤3)中的描述，e_n就是汽轮发电机组轴系偏心中的最大值，n表示最大偏心发生所在的轴承编号；

计算偏心传感器处的偏心e_p见式(12)：

e_p＝kΔS_p 式(12)

步骤6)，如果键相传感器与振动传感器或偏心传感器的夹角为α，当夹角θ与汽轮发电机组转子旋转方向相同时，各轴瓦处偏心的相位即转子最高点在圆周方向的位置θ_i如式(13)中所示；

偏心传感器处偏心的相位即转子最高点在圆周方向的位置θ_p如式(14)中所示：

当夹角θ与汽轮发电机组转子旋转方向相反时，各轴瓦处偏心的相位即转子最高点在圆周方向的位置θ_i如式(15)中所示；

偏心传感器处偏心的相位即转子最高点在圆周方向的位置θ_p如式(16)中所示：

由于键相传感器只有一个，振动传感器在不同轴承处均有，所以夹角α指的是指两传感器的延长线在转子截面内的投影夹角

汽轮发电机组偏心是汽轮发电机组启动前需要检查的参数，本实用新型能提供汽轮发电机轴系各轴承的偏心和相位，可以精确掌握汽轮发电机组轴系弯曲情况，指导汽轮发电机组进行闷缸、机组盘车、冲转等操作；能够判断汽轮机进水、汽轮发电机组轴系摩擦等原因轴系弯曲情况，通过对汽轮发电机组轴系偏心的准确测量，既可以定性判断轴系弯曲的程度，也可以定量判断轴系弯曲的周向位置，对汽轮发电机组故障迅速做出判断、故障处理方式提供依据。

附图说明

图1为本实用新型的装置连接示意图；

图2是夹角θ与汽轮发电机组旋转方向相同时的示意图；

图3是夹角θ与汽轮发电机组旋转方向相反时的示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图来解释本实用新型的装置及实施方式：

1)如附图1所示，将电厂TSI上各轴承转子振动信号、偏心信号及键相信号接入数据采集设备，该信号不仅指TSI卡件上的缓冲输出接口，也包括所有以汽轮发电机组自身监测探头为信号源的接口；

2)数据采集设备与计算机相连，将从各轴承转子振动信号、偏心信号及键相信号传入计算机。

3)以键相信号的上升沿或下降沿出现时刻为起始时间t₀，以下一次键相信号的上升沿或下降沿出现时刻为终止时间t₁，时间间隔Δt，见式(1)；

Δt＝t₁-t₀ 式(1)

4)求出Δt时间段内各轴承转子振动信号序列S_i中的最大值和最小值见式(2)、式(3)，式中i表示轴承标号。求出这段时间内偏心信号序列S^p中数组的最大值和最小值见式(4)、式(5)；

5)计算和之差ΔS_i，见式(6)，找出ΔS_i中的最大值ΔS_n见式(7)；计算和之差ΔS_p，见式(8)；

ΔS_n＝max(ΔS_i) 式(7)

6，找出出现的时刻以t₀为起点，计算时间间隔Δt_i，见式(9)。找出出现的时刻计算时间间隔Δt_p，见式(10)；

7，根据传感器系数k，计算出各轴瓦处偏心e_i，见式(11)：

e_i＝kΔS_i 式(11)

当i＝n时，根据第五条中的描述，e_n就是汽轮发电机组轴系偏心中的最大值，n表示最大偏心发生所在的轴承编号。

计算偏心传感器处的偏心e_p见式(12)：

e_p＝kΔS_p 式(12)

8，如果键相传感器与振动传感器或偏心传感器的夹角为α，如图2所示，当夹角θ与汽轮发电机组转子旋转方向相同时，各轴瓦处偏心的相位即转子最高点在圆周方向的位置θ_i如式(13)中所示。

偏心传感器处偏心的相位即转子最高点在圆周方向的位置θ_p如式(14)中所示：

如图3所示，当夹角θ与汽轮发电机组转子旋转方向相反时，各轴瓦处偏心的相位即转子最高点在圆周方向的位置θ_i如式(15)中所示。

偏心传感器处偏心的相位即转子最高点在圆周方向的位置θ_p如式(16)中所示：

Claims (2)

1.一种汽轮发电机组轴系偏心及其相位测量装置，其特征在于：包括轴承振动传感器、偏心传感器和键相传感器，振动传感器、偏心传感器和键相传感器与TSI卡件相连，TSI卡件与数据采集设备相连，数据采集设备与计算机连接；键相传感器安装于转子或转子延伸轴圆周表面上有测量槽的位置，且键相传感器正对该测量槽所在的转子表面；振动传感器安装在转子各支撑轴承处，与转子表面垂直；偏心传感器安装在接近转子前端位置，与转子表面垂直。

2.根据权利要求1所述的一种汽轮发电机组轴系偏心及其相位测量装置，其特征在于：数据采集设备的采样率大于5k，分辨率大于12bi t，通道数大于3。