本实用新型属于电力设备技术领域，涉及一种带轴瓦温度报警装置的蒸汽轮机。
背景技术：
电厂蒸汽轮机由于其运行时间长、长期磨损等原因，轴瓦故障经常出现，影响发电机组的正常运行，蒸汽轮机轴瓦由锡基巴氏合金制成，巴氏合金虽然是一种有着良好的耐磨、减震和自润滑特性的轴瓦合金材料，但是工作温度一般要求在800C以下，巴士合金的温度高于800C以上时强度降低，达到950C以上时易烧损轴瓦。蒸汽轮机轴瓦的磨损受多方面因素影响，比如负荷、振动、蒸汽品质、油质、误操作等。轴瓦磨损将出现胶合、损伤等事故，及时发现故障隐患，迅速查明原因才能对症预防及维修，避免烧瓦、转子轴变形甚至蒸汽轮机报废等更重大事故的发生。轴瓦温度是蒸汽轮机轴承工作状态的重要表征，对其进行实时监测，能起到保护蒸汽轮机安全运行的重要作用，是一项必不可少的工作。目前电厂对轴瓦温度的测量常采用端面铂热电阻传感器测量。
端面铂热电阻测温方式，是将端面铂热电阻埋入轴瓦进行监测，端面铂热电阻是用金属铂作为感温元件，并将感温元件与绝缘材料和导线封焊在金属丝套管内制作而成；端面铂热电阻探头固定在轴瓦温度探头安装孔内；在瓦块及轴承体上加工有端面铂热电阻引出导线走线槽，对引出导线进行固定。引出导线通过轴承箱引出孔与DCS系统连接。轴承箱引出孔采用橡胶塞进行固定和密封，该种测温方式存在以下不足：
1，为了消除连接导线电阻引起的测量误差，端面铂热电阻引出导线采用三线制,而汽轮机轴承结构复杂，轴瓦众多，需要测量的点多，这样引出线较多，占用较大空间，安装繁琐，易接错连线，且在蒸汽轮机的600C以上高温工作环境中时，引线与测温元件的焊点容易断开；对支撑及推力复合轴承的监测，因空间有限，走线槽狭窄而转折，使得走线槽棱边锋利，导线因震动与棱边摩擦时，易将导线磨损，造成温度元件损坏；上述不足导致测量数据不稳定、可靠性低和测温元件使用寿命短。
2，轴承箱测温元件引线出孔采用橡胶塞和密封胶进行固定及密封，因为设备振动和环境温度高等原因，该安装方式密封作用有限，轴承箱内的润滑油沿端面铂热电阻引出导线渗出轴承箱进入热工元件接线盒，这造成了蒸汽轮机润滑油的浪费并导致润滑系统供油不足，对热工元件接线盒又形成污染，影响热工监测设备的正常工作，同时大量润滑油的积累，是发生火灾的一大隐患。
3，带有保护套管的端面铂热电阻有传热和散热损失，为了减少测量误差，端面铂热电阻对轴瓦监测应该有足够的插入深度，一般埋入合金层在50mm以上，给轴瓦钻孔带来较大难度；对润滑油回油管路的测温，因为探头要深入管道中间才能测试准确，安装也极不方便。
综上，现有技术的蒸汽轮机，其温度报警装置存在测量数据不稳定、可靠性低、元件使用寿命短、容易渗漏润滑油污染环境、易产生火灾隐患和安装不方便等缺点。
技术实现要素：
本实用新型提供了一种带轴瓦温度报警装置的蒸汽轮机，该蒸汽轮机克服了背景技术中所述的现有技术蒸汽轮机轴瓦测温装置的不足。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种带轴瓦温度报警装置的蒸汽轮机，包括蒸汽轮机机体、控制箱、主控室，还包括SAW温度传感器、轮询器和ARM终端；所述SAW温度传感器装设在机体的支撑轴承、止推轴承、支撑止推复合轴承和回油管道的温度监测点上；所述轮询器装设在蒸汽轮机的控制箱上并具有至少1个固定在机体上的轮询器天线；ARM终端安装在蒸汽轮机的主控室中；SAW温度传感器和轮询器通过各自所带天线之间的高频射频通信连接；轮询器与ARM终端之间通过工业总线通信连接。
本实用新型的工作原理：由于热传导作用，轴瓦的工作面温度与瓦背的温度有极大关联度，设备正常运行过程中温度差值恒定，异常情况下温度变化值也相同，因此测定瓦背温度能够间接获得轴瓦工作面温度；轴承润滑油回油管道温度与轴瓦工作面温度也有极大关联度，通过对回油管道温度的测量也能够推断出轴瓦的温度状况，包括温度高低和温度变化趋势。所以轴瓦工作面的温度可通过对与轴瓦接触的瓦背、回油管道、止推轴承的基环或可倾轴承的瓦背固定螺栓等传热媒介的测量得到。本实用新型的带轴瓦温度报警装置的蒸汽轮机，利用SAW声表面波测温技术，首先测得轴瓦传热媒介温度，根据传热媒介温度与轴瓦工作面温度的关系，获得轴瓦工作面温度信息，对轴瓦工作面温度的实时监测变成对传热媒介的实时监测。某处传热媒介温度异常，说明此处轴瓦工作面温度异常，当某处媒介测量点温度报警时，说明此处轴瓦出现故障需要查明原因排除隐患，当传热媒介温度达到设定的紧急停车温度时，报警装置的ARM终端按预定程序进行停机操作以保护蒸汽轮机的安全。
本实用新型的SAW温度传感器及轮询器天线安装方案：蒸汽轮机在转子轴的不同位置分别配置有支撑轴承、止推轴承及支撑止推复合轴承三种形式的轴承。随功率大小及品牌型号的不同，支撑轴承选用圆轴承、椭圆轴承及可倾轴承等几种结构型式中的一种；在圆轴承或椭圆轴承的轴瓦与轴承体接触处，在轴承体凸台上，加工出至少一道环形沟槽，在环形沟槽中设置3至4个SAW传感器，SAW传感器采用音叉式结构形式，用螺栓固定在轴瓦背上，同时将控制SAW传感器的轮询器天线也固定在沟槽中，在轴承体上还设置有供轮询器天线连接电缆引出的走线槽；为防止润滑油从油路渗入到沟槽中，轴瓦与轴承体结合面添加青稞纸和密封胶，这样润滑油与SAW传感器及轮询器天线脱离接触，也就不会有润滑油沿轮询器天线电缆孔流出，造成润滑油的浪费和污染；可倾轴承的轴瓦与轴承体虽然是线接触或点接触，但固定销、固定螺栓以及轴瓦与轴承体接触点都能够传导热量，因此轴承体能够反应轴瓦温度状况，在轴承体外表面加工环形沟槽将SAW传感器及轮询器天线固定在环形沟槽中，也能够测知轴瓦温度状况。止推轴承，与工作瓦块相连接的基环能够反映出工作瓦块工作面温度状况，因此在基环与轴承体接触面上开出环形沟槽，在环形沟槽内布置SAW传感器和轮询器天线测量基环的温度，同样能测知工作瓦块温度状况。支撑止推复合轴承传感器安装方法可分别参照支撑轴承及止推轴承的安装方法执行。用卡环式SAW温度传感器对回油管道在轴承座的出口处的油管温度进行测量，通过对此处测得的温度分析能够判断轴承座内轴瓦的温度状况。轮询器天线连接电缆从轴承体引出后到达蒸汽轮机控制箱与轮询器连接，轮询器通过工业总线与安装在蒸汽轮机主控室中的ARM终端连接。
根据支撑轴承瓦背温度与轴瓦工作面温度之间的差值、止推轴承工作瓦块与基环之间的差值以及回油管表面温度与轴瓦工作面温度差值，推荐支撑轴承和推力轴承的瓦背温度，在850C时报警，在950C时紧急停机；推荐轴承座回油管表面温度在650C时报警，在750C时紧急停机。
作为优化，在ARM终端与轮询器之间还设置放大器，放大器分别与ARM终端以及轮询器通过工业总线通信连接，用于放大轮询器获得的温度信号。
本实用新型的一种带轴瓦温度报警装置的蒸汽轮机还包括通过无线专网与ARM终端通信连接的远程主站。
SAW温度传感器分为谐振器型和延迟线型两种，主要由传感器天线、反射栅、叉指转换器和压电基片组成；SAW温度传感器放在测量点的表面来测量温度。轮询器是一种具有能发射不同频率的射频信号和接收SAW温度传感器返回信号功能的装置，包括数字信号处理器和多通道高频射频电路；多通道高频射频电路连接轮询器天线；轮询器通过发射不同频率的射频信号，分析接收到的SAW温度传感器返回信号的谐振频率，从而获得被测量点的温度。
ARM终端包括数据接收/发送端口、控制器、显示模块、声光报警模块；ARM终端能通过数据接收/发送端口接收轮询器发送的实时温度信号，并进行存储、显示、处理及报警，同时与蒸汽轮机控制电路连接，当某处温度达到设定的停机温度时，控制蒸汽轮机停机。
本实用新型的有益效果：本实用新型蒸汽轮机的SAW温度传感器与轮询器通过传感器天线与轮询器天线之间的高频射频通信连接，每个轮询器天线可以控制4个SAW传感器，一处轴瓦用一至两个轮询器天线就能监测4至8个测温点，而每个轮询器天线只需一根电缆，所以测试点多，而所用导线少，既能全面反映轴瓦温度，又没有连线多的困扰；环形沟槽，空间开阔，导线不易磨损；SAW传感器及轮询器天线适应长期高温工作环境；因此测量数据稳定、可靠性高且测温装置使用时间长。传热媒介的测试点在环形沟槽中，环形沟槽与润滑油脱离接触，润滑油不会沿轮询器连接电缆渗出，没有润滑油泄露的烦恼。传热媒介的环形沟槽在加工轴承配件或检修设备时事先加工，轴承座SAW温度传感器的体积小，安装方便灵活，不受蒸汽轮机结构和空间的影响，安装后调试一次即可保持多年无需再校正而且无需电源驱动，维护成本低。
综上，本实用新型的蒸汽轮机具有温度报警装置测量数据稳定、可靠性高、元件使用寿命长、不渗漏润滑油、无环境污染、安装方便、维护成本低等优点。
附图说明：
图 1、本实用新型蒸汽轮机的轴瓦温度报警装置工作流程图；
图2、本实用新型实施例的轴瓦温度报警装置元件布置示意图；
图3、根据图2中的A处放大图；
图4、根据图2中A-A向刨切视图；
图 5、本实用新型所述的SAW温度传感器的结构示意图；
图中：1、轴承座，2、轴承体，3、轴瓦，4、基环，5、工作瓦块，6、非工作瓦块，7、SAW温度传感器，8、轮询器天线，9、环形沟槽，10、走线槽，11、电缆，12、轮询器，13、主控室，14、放大器，15、ARM终端，16、远程主站，17、回油管道，18、润滑油通道，19、缺口槽，20、轴瓦槽道，21、油孔，22、进油管道，23、端盖，24、固定环，25、垫块，26、传感器天线，27、反射栅，28、叉指转换器，29、压电基片。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
查询图2至图5，本实用新型蒸汽轮机的轴瓦温度报警装置，包括蒸汽轮机机体上的轴承座1，轴承体2，轴瓦3，基环4，工作瓦块5和回油管道17，还包括SAW温度传感器7、轮询器12、放大器14、ARM终端15和远程主站16。SAW温度传感器5分别装设在蒸汽轮机轴瓦3、基环4和回油管道17的不同被测点上；以音叉式结构分别装设在轴承体2和基环4上的环形沟槽9中，以卡环式结构形式装设在轴承座出口处回油管道17的表面。轮询器12装设在蒸汽轮机控制箱上；放大器14和ARM终端15安装在蒸汽轮机的主控室13中；远程主站16安装在生产线总调度室。
SAW温度传感器7选择谐振器型声表面波温度传感器，由传感器天线26、反射栅27、叉指转换器28和压电基片29组成。
轮询器12具有数字信号处理器、多通道高频射频电路和轮询器天线8，为能够全面监控蒸汽轮机轴瓦温度，本实施例中，轮询器天线8装设在轴承体2和基环4上的环形沟槽9中离所控制的SAW温度传感器较近的地方，控制测试回油管道17的SAW传感器的一个轮询器天线8固定在轴承座1上。在轴承体上还设置有供轮询器天线8的连接电缆11引出的走线槽10。
SAW温度传感器7与轮询器12通过传感器天线26与轮询器天线8之间的高频射频通信连接；轮询器12与ARM终端15通过工业总线12通信连接；在ARM终端15与轮询器12之间还设置放大器14，放大器14分别与ARM终端15以及轮询器 10通过工业总线12通信连接，用于放大轮询器 10 获得的温度信号。
ARM终端15为ARM系统，它包括数据接收/发送端口、控制器、显示模块、声光报警模块；ARM终端15能通过数据接收/发送端口接收轮询器发送的实时温度信号，并进行存储、显示、处理并报警；显示模块是彩色触摸人机界面，用于实现温度列表显示、温升列表显示、时段温度曲线显示、时段温升曲线显示、传感器状态显示、历史温度查询及显示；控制器进行分组设置、开关设置、系统设置、输入输出开关量控制、语音提示及声光报警和控制蒸汽轮机工作电路。
远程主站16通过无线专网与ARM终端15通信连接。
图1为本实用新型蒸汽轮机的轴瓦温度报警装置工作流程图。轴瓦温度报警装置的工作原理为：利用该装置测量蒸汽轮机轴瓦背、工作瓦块基环和回油管道等传热媒介的温度，根据轴瓦工作面与瓦背、基环和回油管道的温度相关性获得各轴瓦工作面的温度值；根据巴氏合金轴瓦的标准工作温度，设定传热媒介报警值和紧急停车温度值；将传热媒介温度值与设定值比较后，按预定程序执行。测试过程：轮询器12通过其轮询器天线8发送高频轮询信号，然后切换为接收状态，发出的轮询信号被接收范围内的SAW温度传感器7上的传感器天线26接收，并将此信号转换成同频的电信号；此时，SAW温度传感器上的叉指转换器28又将该电信号转换成在压电基片29表面传播的声表面波信号，声表面波信号再通过位于压电基片29表面的反射栅27反射后，部分能量再次通过叉指转换器28将声表面波信号转换成电信号，然后由传感器天线26发送出去 ；由于外界温度变化导致反射栅27的间距改变，所以会造成轮询器天线8发送出去的激励信号与接收信号在时间上产生延迟或相位上发生变化；轮询器12在接收到SAW温度传感器7反馈回来的信号后，滤波、放大、采样和数据处理，提取回波信号的特征，通过对频率或相位变化的分析和对比得到被测点的温度值；该轮询器12将温度值通过工业总线发送至放大器14将信号放大后送至ARM终端15，ARM终端15再进行相关信息处理；如果在轴瓦背、工作瓦块基环和各回油管道中，某处的温度超过设定的预警值，将进行声光报警，超过停机极限值将控制蒸汽轮机紧急停车；远程主站16可以通过设定时间区间，指定监控对象进行历史温度信息查询和进行轴瓦运行状态评估。
本实用新型实施例的优点：本实施例的一种带轴瓦温度报警装置的蒸汽轮机，其温度警报装置测量数据稳定、可靠性高、元件使用寿命长、不会渗漏润滑油造成环境污染、安装方便、维护成本低。
以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。