一种水轮机组推导轴承油液监测装置的制作方法

[0001]
本申请涉及油液监测技术领域，具体而言，涉及一种水轮机组推导轴承油液监测装置。


背景技术：

[0002]
水轮机组即水轮发电机组，是指由水轮机、水轮发电机及其附属设备(调速、励磁装置)组成的水力发电设备。为了维持水轮机组的正常运转，需要设置推导轴承，用来承受主轴的径向力和轴向力，并采用润滑措施减少主轴与推导轴承之间的摩擦，降低磨损，提高能量利用。现有技术中，如何在已经安装完成的水轮机组推导轴承中，加装监测设备，以实现油液监测，从而保证机组正常运行，目前尚没有很好的解决方案。


技术实现要素：

[0003]
本申请实施例的目的在于提供一种水轮机组推导轴承油液监测装置，可以实现对水轮机组推导轴承的油液监测，保障机组正常运行的技术效果。
[0004]
本申请实施例提供了一种水轮机组推导轴承油液监测装置，应用于水轮机组的推导油槽，所述装置包括油液监测采集箱和油膜厚度采集箱，所述水轮机组设置有风洞，推导轴承内设置有推导油槽；
[0005]
所述油液监测采集箱与所述推导油槽连接，用于从所述推导油槽中采集油液，并监测油液的物化参数；
[0006]
所述油膜厚度采集箱安装在所述水轮机组的风洞内，与所述推导油槽连接，用于监测所述推导油槽内的油膜厚度。
[0007]
在上述实现过程中，该水轮机组推导轴承油液监测装置包括油液监测采集箱和油膜厚度采集箱，可以直接在现有的水轮机组的基础上进行加装，监测油液的物化参数和监测所述推导油槽内的油膜厚度，实现对水轮机组推导轴承的油液监测，保障机组正常运行的技术效果。
[0008]
进一步地，所述油液监测采集箱上设置有取油管和回油管，所述推导油槽上设置有取油口和回油口，所述取油管与所述取油口连接，所述回油管与所述回油口连接。
[0009]
在上述实现过程中，油液监测采集箱通过取油管和回油管，可以采集推导油槽内的油液，从而对油液的参数指标进行采集。
[0010]
进一步地，所述油液监测采集箱设置有粘度传感器、水分传感器、污染度传感器、铁磁颗粒传感器、非铁磁颗粒传感器中的一种或多种。
[0011]
在上述实现过程中，粘度传感器、水分传感器、污染度传感器、铁磁颗粒传感器、非铁磁颗粒传感器分别用于监测油液的粘度、水分、污染度、铁磁颗粒以及非铁磁颗粒，防止油液的指标参数超标，保障水轮机组推导轴承的正常运行。
[0012]
进一步地，所述油膜厚度采集箱包括设置有电涡流探头的电涡流传感器；
[0013]
所述电涡流传感器设置于所述推导油槽内部，所述电涡流传感器的测量面与油液
的被测面垂直；
[0014]
所述电涡流探头与所述电涡流传感器连接，为所述电涡流传感器的测量面。
[0015]
在上述实现过程中，电涡流传感器可以用来测量和实时监测油膜厚度，电涡流传感器的测量面与油液的被侧面垂直，保证测试数据的准确性。
[0016]
进一步地，所述推导油槽内部设置有镜板和瓦架，所述电涡流传感器安装在所述镜板和所述瓦架之间。
[0017]
在上述实现过程中，镜板是推到轴承中与推力瓦构成动压油膜润滑、承受轴向荷载的结构部件；瓦架上设置有推力瓦，用来平衡转子的轴向推力，确立转子膨胀的死点，从而保证动静件之间的轴向间隙在设计范围内。
[0018]
进一步地，所述装置还包括直角支架，所述直角支架的第一直角面固定安装在所述瓦架的侧面。
[0019]
在上述实现过程中，直角支架可以用来在推导油槽的内部固定安装电涡流传感器。
[0020]
进一步地，所述直角支架的第二直角面上设置有安装孔，用于安装所述电涡流传感器。
[0021]
在上述实现过程中，直角支架的第一直角面固定安装在瓦架的侧面，直角支架的第二直角面固定安装电涡流传感器，从而使电涡流传感器的测量面与油液的被侧面(即油液的表/平面)垂直，保证油膜厚度数据的准确性。
[0022]
进一步地，所述装置还包括工控机，所述工控机分别与所述油液监测采集箱和所述油膜厚度采集箱连接，用于控制所述油液监测采集箱和所述油膜厚度采集箱的运行。
[0023]
在上述实现过程中，工控机分别与油液监测采集箱和油膜厚度采集箱连接，可以通过工控机方便地控制油液监测采集箱和油膜厚度采集箱的运行，并作为数据的中转站。
[0024]
进一步地，所述装置还包括服务器，所述服务器与所述工控机连接，用于存储所述油液监测采集箱和所述油膜厚度采集箱采集的数据。
[0025]
在上述实现过程中，服务器可以存储油液监测采集箱采集的油液物化参数，存储油膜厚度采集箱采集的幽默厚度，实时记录并保存，方便对水轮机组的运行状况进行监控和分析。
[0026]
进一步地，所述装置还包括受力采集箱，所述受力采集箱与所述推导轴承连接，用于监测所述推导轴承的受力参数。
[0027]
在上述实现过程中，受力采集箱与推导轴承连接，可以实时监测推导轴承的受力参数，方便对水轮机组的运行状况进行监控和分析。
[0028]
本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。
[0029]
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0030]
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看
作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。
[0031]
图1为本申请实施例提供的一种水轮机组推导轴承油液监测装置的结构示意图；
[0032]
图2为本申请实施例提供的一种推导油槽的内部结构示意图；
[0033]
图3为本申请实施例提供的一种水轮机组推导轴承油液监测装置的结构示意图。
具体实施方式
[0034]
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0035]
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
[0036]
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
[0037]
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或点连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的联通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0038]
此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。
[0039]
本申请实施例提供了一种水轮机组推导轴承油液监测装置，可以应用于水轮机组的推导油槽，实现油液监测；该水轮机组推导轴承油液监测装置包括油液监测采集箱和油膜厚度采集箱，可以直接在现有的水轮机组的基础上进行加装，监测油液的物化参数和监测所述推导油槽内的油膜厚度，实现对水轮机组推导轴承的油液监测，保障机组正常运行的技术效果。
[0040]
请参见图1，图1为本申请实施例提供的一种水轮机组推导轴承油液监测装置的结构示意图，该水轮机组推导轴承油液监测装置包括油液监测采集箱100和油膜厚度采集箱200，水轮机组设置有风洞(即风洞层300)，推导轴承内设置有推导油槽400。
[0041]
示例性地，油液监测采集箱100与推导油槽400连接，用于从推导油槽400中采集油液，并监测油液的物化参数。
[0042]
示例性地，油膜厚度采集箱200安装在水轮机组的风洞层300内，与推导油槽400连接，用于监测推导油槽400内的油膜厚度。
[0043]
示例性地，水轮机组即水轮机，是将水流能量转换为旋转机械能量的动力设备，它带动发电机旋转产生电能。水轮机和发电机连在一起称为水轮发电机组。
[0044]
在一些实施场景中，油液监测采集箱100可以安装在水轮机组的水车室内。
[0045]
示例性地，油液监测采集箱100上设置有取油管和回油管，推导油槽400上设置有取油口410和回油口420，取油管与取油口410连接，回油管与回油口420连接。
[0046]
示例性地，油液监测采集箱100通过取油管和回油管，可以采集推导油槽400内的油液，从而对油液的参数指标进行采集。
[0047]
示例性地，油液监测采集箱100设置有粘度传感器、水分传感器、污染度传感器、铁磁颗粒传感器、非铁磁颗粒传感器中的一种或多种。
[0048]
示例性地，粘度传感器、水分传感器、污染度传感器、铁磁颗粒传感器、非铁磁颗粒传感器分别用于监测油液的粘度、水分、污染度、铁磁颗粒以及非铁磁颗粒，防止油液的指标参数超标，保障水轮机组推导轴承的正常运行。
[0049]
请参见图2，图2为本申请实施例提供的一种推导油槽的内部结构示意图。
[0050]
示例性地，油膜厚度采集箱200包括电涡流传感器210，电涡流传感器210设置有电涡流探头；电涡流传感器210设置于推导油槽400内部，电涡流传感器210的测量面与油液的被侧面(即油液的表/平面)垂直；电涡流探头与电涡流传感器210连接。
[0051]
示例性地，电涡流传感器210可以用来测量和实时监测油膜厚度，电涡流传感器210的测量面与油液的被侧面垂直，保证测试数据的准确性。
[0052]
示例性地，推导轴承的油膜厚度，是指水轮机组运行时，其转动部分与轴瓦之间由于轴承的偏心值，使一定的油量流入瓦间形成楔形油膜，来保证轴承的可靠运行，这种楔形油膜厚度的大小，称为轴承运行中的油膜厚度。
[0053]
示例性地，电涡流传感器210能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨力地测量被测金属导体距电涡流探头表面的距离，是一种非接触的线性化计量工具。电涡流传感器210能准确测量被测体(必须是金属导体)与电涡流探头端面之间静态和动态的相对位移变化。电涡流传感器210的原理是，通过电涡流效应的原理，准确测量被测体(必须是金属导体)与电涡流探头端面的相对位置，其特点是长期工作可靠性好、灵敏度高、抗干扰能力强、非接触测量、响应速度快、不受油水等介质的影响，常被用于对大型旋转机械的轴位移、轴振动、轴转速等参数进行长期实时监测，还可以有用对油膜厚度的实时监测，可以分析出设备的工作状况和故障原因，有效地对设备进行保护及预维修。
[0054]
示例性地，推导油槽400的内部设置有镜板310和瓦架320，电涡流传感器210安装在镜板310和瓦架之间320。
[0055]
示例性地，镜板310是推到轴承中与推力瓦构成动压油膜润滑、承受轴向荷载的结构部件；瓦架320上设置有推力瓦，用来平衡转子的轴向推力，确立转子膨胀的死点，从而保证动静件之间的轴向间隙在设计范围内。
[0056]
示例性地，水轮机组推导轴承油液监测装置还包括直角支架330，直角支架330的第一直角面固定安装在瓦架320的侧面。
[0057]
示例性地，直角支架330可以用来在推导油槽400的内部固定安装电涡流传感器210。
[0058]
示例性地，直角支架330的第二直角面上设置有安装孔，用于安装电涡流传感器
210。
[0059]
示例性地，直角支架330的第一直角面固定安装在瓦架320的侧面，直角支架330的第二直角面固定安装电涡流传感器210，从而使电涡流传感器210的测量面与油液的被侧面(即油液的表/平面)垂直，保证油膜厚度数据的准确性。
[0060]
请参见图3，图3为本申请实施例提供的一种水轮机组推导轴承油液监测装置的结构示意图。
[0061]
示例性地，水轮机组推导轴承油液监测装置还包括工控机500，工控机500分别与油液监测采集箱100和油膜厚度采集箱200连接，用于控制油液监测采集箱100和油膜厚度采集箱200的运行。
[0062]
示例性地，工控机500分别与油液监测采集箱100和油膜厚度采集箱200连接，可以通过工控机500方便地控制油液监测采集箱100和油膜厚度采集箱200的运行，并作为数据的中转站。
[0063]
在一些实施方式中，水轮机组推导轴承油液监测装置还包括机柜510，工控机500安装在机柜510的内部。
[0064]
示例性地，水轮机组推导轴承油液监测装置还包括服务器600，服务器600与工控机500连接，用于存储油液监测采集箱100和油膜厚度采集箱200采集的数据。
[0065]
示例性地，服务器600可以存储油液监测采集箱100采集的油液物化参数，存储油膜厚度采集箱200采集的幽默厚度，实时记录并保存，方便对水轮机组的运行状况进行监控和分析。
[0066]
示例性地，水轮机组推导轴承油液监测装置还包括受力采集箱700，受力采集箱700与推导轴承连接，用于监测推导轴承的受力参数。
[0067]
示例性地，受力采集箱700与推导轴承连接，可以实时监测推导轴承的受力参数，方便对水轮机组的运行状况进行监控和分析。
[0068]
在一些实施方式中，受力采集箱700与水轮机组中的控制环710连接。
[0069]
在一些实施场景中，该水轮机组推导轴承油液监测装置的硬件主要分成以下部分：油液监测采集箱100、油膜厚度采集箱200、受力采集箱700、工控机500(采集站)以及服务器600。其中油膜厚度采集箱200安装在风洞内；油液监测采集箱100与受力采集箱安装在水车室内；工控机500安装在风洞外；服务器可以安装在工程师站的房间内。
[0070]
在一些实施场景中，该水轮机组推导轴承油液监测装置安装在alstom机组上；此时，油液监测采集箱100的油液采集单元安装在水车室内下机架立筋上，在壁上打螺纹孔m12，安装三角架以用于固定油液监测采集箱100。油液监测采集箱100连接推导油槽400的取油口410与回油口420，推导油槽400上还设置有油槽观察窗，具有多个油槽窗口。在推导油槽400的挡板上打二个孔，从而引出取油口410、回油口420的油路。在下机架隔板的现场进行钻孔，将油管连接至油液监测采集箱100处。油液采集单元安装在下风洞，下机架支臂的侧面，具体位置在下风洞进门后的左手边，第一个油槽窗口的位置；在油槽窗板的右侧300mm处开两孔，用于取油回油：在下机架隔板现场钻孔，将油管连接至油液监测采集箱100处。
[0071]
在一些实施场景中，该水轮机组推导轴承油液监测装置安装在vgs及东电机组上；此时，油液监测采集箱100的油液采集单元安装在下风洞，下机架支臂的侧面，具体位置在
下风洞进门后的左手边，第一个油槽窗口的位置；在油槽窗板的右侧300mm处开两孔，用于取油回油：油液采集单元位于下机架支臂的侧面。
[0072]
在一些实施场景中，在alstom和哈电机组上安装该水轮机组推导轴承油液监测装置时，具体地，安装油膜厚度采集箱200时，油膜厚度采集箱200包括两部分：电涡流传感器210的前置器以及电涡流探头。推力轴承的油膜厚度测量可以采用多套电涡流传感器210，例如，四套电涡流传感器210，每套包括两个电涡流传感器210，对两个点分别进行测量，两个测量点相隔90度，通过误差修正等提高测量的准确度和精度；包含8个电涡流传感器210，+y方向2个(1#瓦入口区，1#瓦出口区)、+x方向2个(9#瓦入口区，9#瓦出口区)、(16#瓦入口区，16#瓦出口区)、(24#瓦入口区，24#瓦出口区)对油膜厚度进行监测，采用非接触电涡流传感器，传感器校准及标定，需满足机械工业油品检验与评定中心的要求，从而进一步提高系统数据准确性。
[0073]
在一些实施方式中，在直角支架330的一面打两个直径为8毫米的通孔，用于固定在推力瓦的侧面。在直角支架330的另一面，打一个直径为15毫米的通孔，用于固定电涡流传感器210。在推导油槽400的两块推力瓦的中间挡板上，钻一个直径为24mm的通孔，用于电涡流传感器210的底部延长线缆的通过。线缆顺着推导油槽400的内壁走到顶部，从顶部连接到外部的前置器采集箱。油膜厚度采集箱200安装在推导油槽400的立壁上，在壁上打螺纹孔m12，安装三角架，以固定电涡流传感器210的前置器。
[0074]
在一些实施方式中，由于受力探头由电厂已经安装在推力瓦上，故只需安置受力采集箱700即可。若现场考察后发现推导油槽400的水车室提供了安装的位置，只需要将信号线路引出即可。受力采集箱700位于水车室进口左侧机坑上，安装时只需要将信号线路引出，连接服务器600，该受力采集箱安装既不影响正常开机生产，又比较方便，具有很好的推广价值。
[0075]
在一些实施场景中，该水轮机组推导轴承油液监测装置设置有报警信号接监控系统，水轮机组将推导油槽400在用油液的粘度、水分、污染度(nas等级)、铁磁颗粒、非铁磁颗粒共计五路通道接入监控报警通道内，由风洞外的下位机控制柜输出5路开关报警到监控系统。例如，可以设置检测参数的触发报警边界条件为：粘度，不满足20-60mm2/s；水分，大于100ppm；污染度等级，nas 8级以上；70um以上铁磁颗粒(24小时内)，70-100um颗粒数量超过5个，或100-150um颗粒数量超过5个，或>150um颗粒数量超过2个；200um以上非铁磁颗粒(24小时内)，200-300um颗粒数量超过5个，或300-400um颗粒数量超过5个，或>400um颗粒数量超过2个。
[0076]
在本申请所有实施例中，“大”、“小”是相对而言的，“多”、“少”是相对而言的，“上”、“下”是相对而言的，对此类相对用语的表述方式，本申请实施例不再多加赘述。
[0077]
应理解，说明书通篇中提到的“在本实施例中”、“本申请实施例中”或“作为一种可选的实施方式”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在本实施例中”、“本申请实施例中”或“作为一种可选的实施方式”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定特征、结构或特性可以以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
[0078]
在本申请的各种实施例中，应理解，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺
序的必然先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
[0079]
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应与权利要求的保护范围为准。