汽轮机汽缸偏移的监测预警方法、装置及系统与流程

本发明涉及汽缸偏移监测预警，具体地涉及一种汽轮机汽缸偏移的监测预警方法、一种汽轮机汽缸偏移的监测预警装置、一种汽轮机汽缸偏移的监测预警系统及一种可读存储介质。

背景技术：

1、汽轮机主、再热蒸汽通过两侧的主、再热蒸汽管道进入汽轮机高、中压缸进行发电，但由于两侧汽门距离锅炉距离不一致、锅炉燃烧控制不完善等因素使得两侧汽温温度等参数不完全一致，使两侧蒸汽管道膨胀量不一致，汽缸两侧受力不均，会影响汽缸的位置。另外，凝汽器真空与凝汽器热负荷、环境温度，随季节、工况等变化幅度较大，凝汽器真空的大幅变化也会使低压缸受力发生较大变化，低压缸容易发生变形、沉降。

2、随着汽轮机进汽参数的进一步提高，为了保证机组经济性，汽封间隙越来越小，目前大都在0.5mm左右，汽缸偏移以后动静部分间隙发生变化，很容易发生动静碰摩，造成轴系振动剧烈变化。振动剧烈变化轻则影响机组带负荷正常运行，影响机组的经济性；重则导致机组非停甚至发生设备损坏事故。此外，汽缸的偏移会导致作用在转子上的汽流力发生变化，同样会引起机组轴系振动变化。

3、目前，汽轮发电机组在轴系的轴向装有汽缸的膨胀测点以及机组胀差测点，但对于汽缸的水平偏移及垂直偏移不能有效地监视。汽轮机汽缸水平和垂直偏移的正常监视有助于机组运行状况的评判、轴系振动趋势的预测以及机组振动故障类型的判断。基于此，提出一种能够在线监测汽轮机汽缸偏移的监测预警方案。

技术实现思路

1、本发明实施方式的目的是提供一种汽轮机汽缸偏移的监测预警方法、装置及系统，以至少解决上述的现有技术中，仅针对汽轮发电机组在轴系的轴向装有汽缸的膨胀测点以及机组胀差测点实现监测，但对于汽缸的水平偏移及垂直偏移不能有效地监视的问题。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种汽轮机汽缸偏移的监测预警方法，所述方法包括：

3、分别获取汽缸未运行时设置于炉侧和电侧的传感器采集得到的初始间隙电压，以及汽缸运行过程中设置于炉侧和电侧的传感器采集得到实际间隙电压；

4、基于所述初始间隙电压和所述实际间隙电压，计算得到汽缸运行过程的运行偏移量；

5、基于所述运行偏移量进行汽轮机汽缸偏的监测预警。

6、可选的，所述初始间隙电压包括：水平方向初始间隙电压和竖直方向初始间隙电压；

7、所述实际间隙电压包括：水平方向实际间隙电压和竖直方向实际间隙电压。

8、可选的，所述运行偏移量包括：每一采样时刻的水平偏移量和垂直偏移量；

9、基于所述初始间隙电压和实际间隙电压，计算得到汽缸运行过程的运行偏移量，包括：

10、基于所述水平方向初始间隙电压和所述水平方向实际间隙电压，计算得到汽缸运行过程的每一采样时刻的水平偏移量；

11、基于所述竖直方向初始间隙电压和所述竖直方向实际间隙电压，计算得到汽缸运行过程的每一采样时刻的垂直偏移量。

12、可选的，采用以下计算公式计算得到每一采样时刻的水平偏移量：

13、；

14、其中，为第 i个采样时刻汽缸的水平偏移量；为第 i个采样时刻汽缸炉侧的水平方向实际间隙电压；为第 i个采样时刻汽缸电侧的水平方向实际间隙电压；为汽缸炉侧的水平方向初始间隙电压；为汽缸电侧的水平方向初始间隙电压； s为传感器的灵敏度；

15、采用以下计算公式计算得到每一采样时刻的垂直偏移量：

16、；

17、其中，为第 i个采样时刻汽缸的垂直偏移量；为第 i个采样时刻汽缸炉侧的竖直方向实际间隙电压；为第 i个采样时刻汽缸电侧的竖直方向实际间隙电压；为汽缸炉侧的竖直方向初始间隙电压；为汽缸电侧的竖直方向初始间隙电压； s为传感器的灵敏度。

18、可选的，基于所述运行偏移量进行汽轮机汽缸偏移的监测预警，包括：

19、在存在以下至少一种情况时，产生报警：

20、任一采样时刻的水平偏移量大于等于第一设定阈值；

21、任一采样时刻的垂直偏移量大于等于第一设定阈值。

22、可选的，所述运行偏移量还包括：间隔预设时间长度的两个采样时刻的水平偏移量之间的水平偏移差量的绝对值和间隔预设时间长度的两个采样时刻的垂直偏移量之间的垂直偏移差量的绝对值。

23、可选的，基于所述运行偏移量进行汽轮机汽缸偏移的监测预警，还包括：

24、在存在以下至少一种情况时，产生报警：

25、间隔预设时间长度的两个采样时刻的水平偏移量之间的水平偏移差量的绝对值大于等于第二设定阈值；

26、间隔预设时间长度的两个采样时刻的垂直偏移量之间的垂直偏移差量的绝对值大于等于第二设定阈值。

27、本发明第二方面提供一种汽轮机汽缸偏移的监测预警装置，所述装置包括：

28、数据获取模块，用于分别获取汽缸未运行时设置于炉侧和电侧的传感器采集得到的初始间隙电压，以及汽缸运行过程中设置于炉侧和电侧的传感器采集得到实际间隙电压；

29、偏移量计算模块，用于基于所述初始间隙电压和所述实际间隙电压，计算得到汽缸运行过程的运行偏移量；

30、预警模块，用于基于所述运行偏移量进行监测预警。

31、本发明第三方面提供一种汽轮机汽缸偏移的监测预警系统，所述系统包括：

32、两根指示杆，水平对称设置在汽轮机汽缸上，且分别位于汽轮机汽缸的炉侧和电侧；

33、两个倒l型安装架，对称设置在汽轮机的基础台板或轴承座上，且分别位于汽轮机汽缸的炉侧和电侧，每一倒l型安装架上相互垂直设置有两个电涡流传感器，所述电涡流传感器与对应的指示杆位置相对，分别用于测量与对应的指示杆之间的初始间隙电压，作为汽缸的炉侧和电侧的初始间隙电压，以及测量与对应的指示杆之间的实际间隙电压，作为汽缸的炉侧和电侧的实际间隙电压；

34、上述的汽轮机汽缸偏移的监测预警装置，与所述电涡流传感器连接，

35、另一方面，本发明提供一种可读存储介质，该可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的汽轮机汽缸偏移的监测预警方法。

36、本技术方案基于采集的汽缸炉侧、电侧的初始间隙电压和实际间隙电压计算得到汽缸的运行偏移量，计算方法简单，计算结果准确，且通过运行偏移量能够实现对汽轮机异常运行的提前预警，提醒运行人员及时调整运行参数，保证汽轮机运行的安全性。

37、本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种汽轮机汽缸偏移的监测预警方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的汽轮机汽缸偏移的监测预警方法，其特征在于，所述初始间隙电压包括：水平方向初始间隙电压和竖直方向初始间隙电压；

3.根据权利要求2所述的汽轮机汽缸偏移的监测预警方法，其特征在于，所述运行偏移量包括：每一采样时刻的水平偏移量和垂直偏移量；

4.根据权利要求3所述的汽轮机汽缸偏移的监测预警方法，其特征在于，采用以下计算公式计算得到每一采样时刻的水平偏移量：

5.根据权利要求3所述的汽轮机汽缸偏移的监测预警方法，其特征在于，基于所述运行偏移量进行汽轮机汽缸偏移的监测预警，包括：

6.根据权利要求3所述的汽轮机汽缸偏移的监测预警方法，其特征在于，所述运行偏移量还包括：间隔预设时间长度的两个采样时刻的水平偏移量之间的水平偏移差量的绝对值和间隔预设时间长度的两个采样时刻的垂直偏移量之间的垂直偏移差量的绝对值。

7.根据权利要求6所述的汽轮机汽缸偏移的监测预警方法，其特征在于，基于所述运行偏移量进行汽轮机汽缸偏移的监测预警，还包括：

8.一种汽轮机汽缸偏移的监测预警装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种汽轮机汽缸偏移的监测预警系统，其特征在于，所述系统包括：

10.一种可读存储介质，该可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行权利要求1-7中任一项所述的汽轮机汽缸偏移的监测预警方法。

技术总结
本发明提供一种汽轮机汽缸偏移的监测预警方法、装置及系统，属于汽缸偏移监测预警技术领域。方法包括：分别获取汽缸未运行时设置于炉侧和电侧的传感器采集得到的初始间隙电压，以及汽缸运行过程中设置于炉侧和电侧的传感器采集得到实际间隙电压；基于所述初始间隙电压和所述实际间隙电压，计算得到汽缸运行过程的运行偏移量；基于所述运行偏移量进行汽轮机汽缸偏的监测预警。本发明基于采集的汽缸炉侧、电侧的初始间隙电压和实际间隙电压计算得到汽缸的运行偏移量，计算方法简单，计算结果准确，且通过运行偏移量能够实现对汽轮机异常运行的提前预警，提醒运行人员及时调整运行参数，保证汽轮机运行的安全性。

技术研发人员：曹仲勋,申智勇,熊成辉,汪飞,孙坤,徐媛媛,黄昊
受保护的技术使用者：国家能源集团科学技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/27