汽轮发电机组高中压转子动平衡优化装置及方法
【专利摘要】本发明涉及一种汽轮发电机组高中压转子动平衡优化装置及方法，安装在汽轮机高中压转子两支撑轴承处的互成90°的X、Y方向的两个涡流传感器与前置器，对高中压转子的振动进行实时监测，将振动的实时数据及历史数据送至TDM系统，同时送至振动离线仪表进行比对，经过对比分析后，准确评价高中压转子的振动状态后，利用机组停机检修的机会对高中压转子进行动平衡，直至振动值达到优良水平，此动平衡优化方法可减少机组的冲转次数。
【专利说明】
汽轮发电机组高中压转子动平衡优化装置及方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种汽轮发电机组高中压转子动平衡优化装置及方法。
【背景技术】
[0002]旋转设备振动故障的诊断及控制是一项理论与实践紧密结合、以理论为基础、以实践为途径、以解决振动问题为目的的综合性工作。在热力发电厂中，旋转设备众多，各类风机、水栗、电动机等旋转设备是热力发电系统中的重要组成部分。旋转设备的振动故障具有突发性、持续性、危害严重性等特点，而汽轮发电机组振动故障的解决及控制是众多旋转设备振动中最为重要及紧迫的，汽轮发电机组动平衡因专业性强、影响因素多等因素导致汽轮机发电机组的现场动平衡需对汽轮机发电机组进行多次冲转，严重影响了发电企业的经济效益及动平衡效率。
【发明内容】
[0003]为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种能够在机组正常运行及启停机过程中，对高中压转子的振动进行实时测量，在准确测量高中压转子的状态后，利用机组停机检修机会对高中压转子进行动平衡的汽轮发电机组高中压转子动平衡优化方法。
[0004]本发明汽轮发电机组高中压转子动平衡优化装置，包括:同轴驱动的高中压转子、低压转子、发电机转子，所述高中压转子的支撑轴承上相互垂直X向和y向设有振动测量传感器，还包括与所述振动测量传感器连接的信号处理装置以及所述信号处理装置连接的TDM系统，所述信号处理装置对振动传感器采集的振动数据进行处理后输入至TDM系统，所述TDM系统连接根据TDM系统输出的高中压转子震动数据分析转子震动故障的震动分析器，所述TDM系统存储高中压转子历史震动数据以及获取高中压转子的实时震动数据、存储；
[0005]还包括离线仪表，所述离线仪表与所述信号处理装置相连。
[0006]进一步地，所述振动测量传感器为涡流传感器。
[0007]进一步地，所述信号处理装置包括对所述振动测量传感器检测的振动信号进行滤波的抗混叠滤波器，所述抗混叠滤波器设置在所述振动测量传感器与TDM系统之间。
[0008]进一步地，所述信号处理装置还包括连接在所述的振动测量传感器和TDM系统的A/D转换器。
[0009]进一步地，所述相互垂直的X向和y向振动测量传感器为内置的，并分别通过各自的前置放大器与TDM系统连接。
[0010]进一步地，所述相互垂直的X向和y向振动测量传感器为外置的，并分别直接与外接的TDM系统连接。
[0011 ]进一步地，所述高中压转子的支撑轴承上设有参考标记，参考标记与转子相应位置的鉴相传感器相对应，鉴相传感器与TDM系统连接。
[0012]进一步地，所述鉴相传感器为电涡流传感器或光电传感器;所述对应的参考标记为凹槽或光标。
[0013]本发明汽轮发电机组高中压转子动平衡优化方法，利用权利要求1所述的汽轮发电机组高中压转子动平衡优化装置，所述方法具体包括:TDM系统调试阶段和TDM系统检测阶段，其中TDM系统调试阶段，包括:
[0014]SI离线仪表、TDM系统分别与信号处理装置相连，分别获取高中压转子的不同工作状态下的高中压转子的振动数据；
[0015]S2将离线仪表获取的高中压转子的振动数据与TDM系统获取的高中压转子的振动数据取差值，
[0016]若该差值在预定阈值范围内，则不做处理；
[0017]若该差值超出预定阈值范围内，则调整TDM系统的运行参数，重复上述步骤S1、S2;
[0018]TDM系统检测阶段，包括:利用高中压转子两支撑轴承处的两个互成90°的振动测量传感器实时监测高中压转子的振动数据并送至TDM系统，确定高中压转子的振动数据及状态，利用机组停机机会对高中压转子进行现场动平衡。
[0019]借由上述方案，本发明本发明汽轮发电机组高中压转子动平衡优化装置及方法至少具有以下优点:
[0020]1、在高中压转子两支撑轴承处安装互成90°的两个涡流传感器及前置器对高中压转子的实时振动数据进行采集，送至TDM系统转化为历史数据。
[0021]2、通过对TDM数据与离线振动表进行比对分析，确定高中压转子的真实振动数据。
[0022]3、在掌握高中压转子的真实、准确的振动数据后，利用机组停机检修机会，对高中压转子进行现场高速动平衡，不专门为机组动平衡而单独冲转转子，为发电企业节约资金。
[0023]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
【附图说明】
[0024]图1是本发明汽轮发电机组高中压转子动平衡优化装置结构示意图；
[0025]图2是本发明汽轮发电机组高中压转子动平衡优化装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0027]实施例1
[0028]本实施例汽轮发电机组高中压转子动平衡优化装置，包括:同轴驱动的高中压转子1、低压转子2、发电机转子3，所述高中压转子的支撑轴承上相互垂直X向和y向设有振动测量传感器，还包括与所述振动测量传感器连接的信号处理装置以及所述信号处理装置连接的TDM系统，所述信号处理装置对振动传感器采集的振动数据进行处理后输入至TDM系统，所述TDM系统连接根据TDM系统输出的高中压转子震动数据分析转子震动故障的震动分析器，所述TDM系统存储高中压转子历史震动数据以及获取高中压转子的实时震动数据、存储。还包括离线仪表，所述离线仪表与所述信号处理装置相连。
[0029]本实施例中，所述振动测量传感器为涡流传感器。所述信号处理装置包括对所述振动测量传感器检测的振动信号进行滤波的抗混叠滤波器以及将模拟信号转换为数字信号的A/D转换器，所述抗混叠滤波器、A/D转换器设置在所述振动测量传感器与TDM系统之间。
[0030]所述相互垂直的X向和y向振动测量传感器为外置的，并分别直接与外接的TDM系统连接。
[0031]本实施例中，在机组正常运行及机组启停机过程中，通过在高中压转子两支撑轴承上安装互成90°的两个涡流传感器及前置器，对高中压转子的振动状态进行实时在线监测及历史数据送至TDM系统，通过与离线仪表进行振动数据对比分析，准确判断高中压转子的状态，利用机组停机机会，结合高中压转子的振动历史数据，对高中压转子进行动平衡，减少机组动平衡过程中控制机组的冲转次数。
[0032]实施例2
[0033]本实施例汽轮发电机组高中压转子动平衡优化装置，与实施例1的不同之处仅在于，所述相互垂直的X向和y向振动测量传感器为内置的，并分别通过各自的前置放大器与TDM系统连接。
[0034]实施例3
[0035]本实施例汽轮发电机组高中压转子动平衡优化方法，利用上述实施例所述的汽轮发电机组高中压转子动平衡优化装置，所述方法具体包括:TDM系统调试阶段和TDM系统检测阶段，其中TDM系统调试阶段，包括:
[0036]SI离线仪表、TDM系统分别与信号处理装置相连，分别获取高中压转子的不同工作状态下的高中压转子的振动数据；
[0037]S2将离线仪表获取的高中压转子的振动数据与TDM系统获取的高中压转子的振动数据取差值，
[0038]若该差值在预定阈值范围内，则不做处理；
[0039I若该差值超出预定阈值范围内，则调整TDM系统的运行参数，重复上述步骤S1、S2;
[0040]TDM系统检测阶段，包括:利用高中压转子两支撑轴承处的两个互成90°的振动测量传感器实时监测高中压转子的振动数据并送至TDM系统，确定高中压转子的振动数据及状态，利用机组停机机会对高中压转子进行现场动平衡。
[0041 ] 实施例4
[0042]本实施例汽轮发电机组高中压转子动平衡优化装置，在实施例1的基础上，所述高中压转子的支撑轴承上设有参考标记，参考标记与转子相应位置的鉴相传感器相对应，鉴相传感器与TDM系统连接。所述鉴相传感器为电涡流传感器或光电传感器;所述对应的参考标记为凹槽或光标。
[0043]本实施例中，在高中压转子的支撑轴承上设有参考标记，参考标记与高中压转子的支撑轴承相应位置的鉴相传感器相对应，鉴相传感器与TDM系统连接。所述鉴相传感器为电涡流传感器或光电传感器;所述对应的参考标记为凹槽或光标。相位信息具有鲜明的物理含义和指向性，相位(差)变化又可根据具体的机械结构或物理媒介被清晰划分，因此，相位差分析可作为转子振动故障诊断的“可视化”工具;通过剖析相位差可迅速查明信号间是否存在相位干扰，从而能更加迅速准确地确定振动故障的性质，及时采取正确的措施对振动故障进行控制和/或处理，有效避免错误的运行操作和故障扩大，大大降低故障处理成本;通过相位差变化趋势的分析还可作出准确的设备振动故障预警，例如，若发现相位差存在明显的变化趋势，即使此时振动幅值尚没有明显异常，也应该及时查找原因，采取适当处理措施，不要等到振幅突然增大引起设备损坏或故障停机，从而有效防范恶性设备事故的发生。
[0044]以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种汽轮发电机组高中压转子动平衡优化装置，其特征在于，包括:同轴驱动的高中压转子、低压转子、发电机转子，所述高中压转子的支撑轴承上相互垂直X向和y向设有振动测量传感器，还包括与所述振动测量传感器连接的信号处理装置以及所述信号处理装置连接的TDM系统，所述信号处理装置对振动传感器采集的振动数据进行处理后输入至TDM系统，所述TDM系统连接根据TDM系统输出的高中压转子震动数据分析转子震动故障的震动分析器，所述TDM系统存储高中压转子历史震动数据以及获取高中压转子的实时震动数据、存储； 还包括离线仪表，所述离线仪表与所述信号处理装置相连。2.根据权利要求1所述的汽轮发电机组高中压转子动平衡优化装置，其特征在于，所述振动测量传感器为涡流传感器。3.根据权利要求1所述的汽轮发电机组高中压转子动平衡优化装置，其特征在于，所述信号处理装置包括对所述振动测量传感器检测的振动信号进行滤波的抗混叠滤波器，所述抗混叠滤波器设置在所述振动测量传感器与TDM系统之间。4.根据权利要求3所述的汽轮发电机组高中压转子动平衡优化装置，其特征在于，所述信号处理装置还包括连接在所述的振动测量传感器和TDM系统的A/D转换器。5.根据权利要求1所述的汽轮发电机组高中压转子动平衡优化装置，其特征在于，所述相互垂直的X向和y向振动测量传感器为内置的，并分别通过各自的前置放大器与TDM系统连接。6.根据权利要求1所述的汽轮发电机组高中压转子动平衡优化装置，其特征在于，所述相互垂直的X向和y向振动测量传感器为外置的，并分别直接与外接的TDM系统连接。7.根据权利要求1所述的汽轮发电机组高中压转子动平衡优化装置，其特征在于，所述高中压转子的支撑轴承上设有参考标记，参考标记与转子相应位置的鉴相传感器相对应，鉴相传感器与TDM系统连接。8.根据权利要求7所述的汽轮发电机组高中压转子动平衡优化装置，其特征在于，所述鉴相传感器为电涡流传感器或光电传感器;所述对应的参考标记为凹槽或光标。9.一种汽轮发电机组高中压转子动平衡优化方法，其特征在于，利用权利要求1所述的汽轮发电机组高中压转子动平衡优化装置，所述方法具体包括:TDM系统调试阶段和TDM系统检测阶段，其中TDM系统调试阶段，包括: SI离线仪表、TDM系统分别与信号处理装置相连，分别获取高中压转子的不同工作状态下的高中压转子的振动数据； S2将离线仪表获取的高中压转子的振动数据与TDM系统获取的高中压转子的振动数据取差值， 若该差值在预定阈值范围内，则不做处理； 若该差值超出预定阈值范围内，则调整TDM系统的运行参数，重复上述步骤S1、S2 ； TDM系统检测阶段，包括:利用高中压转子两支撑轴承处的两个互成90°的振动测量传感器实时监测高中压转子的振动数据并送至TDM系统，确定高中压转子的振动数据及状态，利用机组停机机会对高中压转子进行现场动平衡。
【文档编号】G01M1/16GK105865713SQ201610285579
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月3日
【发明人】王凤良, 张贵强
【申请人】大唐东北电力试验研究所有限公司