[發(fā)明專利]汽輪機組油膜振蕩故障的實時在線診斷方法

無效

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• 申請日: 2011-08-24
• 公開（公告）號: CN102954888A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設計）人: 張煜;崔蕾;于躍
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學
• 主分類號: G01M15/00
• 分類號: G01M15/00;G01M7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明屬于大型汽輪發(fā)電機組振動狀態(tài)實時在線自動監(jiān)測的一種汽輪發(fā)電機組油膜振蕩故障實時診斷方法。?

背景技術

目前，隨著汽輪機組正向著大容量、高參數(shù)方向發(fā)展，整個軸系變長，易發(fā)生油膜振蕩故障。由于汽輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)子絕大部分是由滑動軸承支撐，油膜振蕩造成軸承不穩(wěn)定，輕者造成檢修費用的增加，影響設備的利用率，重者可導致重大毀機事故。因此，應及時診斷出油膜振蕩故障，減小損失。?

油膜振蕩是轉(zhuǎn)軸軸頸帶動潤滑油流動時，高速油流反過來激勵軸頸，當激勵造成的失穩(wěn)力小于軸承中的阻尼力時，軸承處于穩(wěn)定狀態(tài)；當失穩(wěn)力大于阻尼力時，發(fā)生強烈振動即油膜振蕩。在發(fā)生油膜振蕩之前有不發(fā)生油膜渦動而直接出現(xiàn)油膜振蕩的情況，所以應該對油膜振蕩及時準確地判斷，防止故障造成嚴重的后果。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種大型汽輪機發(fā)電機組油膜振蕩故障在線實時診斷的方法。所述油膜振蕩診斷方法包括：?

1)采集汽輪機組轉(zhuǎn)子軸振信號和鍵相信號，計算得到轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)軸相對振動通頻振幅。

2)機組轉(zhuǎn)速條件驗證，通過在線實時監(jiān)測機組實時轉(zhuǎn)速與機組轉(zhuǎn)子第一臨界轉(zhuǎn)速的比值，進而判斷機組是否具備發(fā)生油膜振蕩故障的轉(zhuǎn)速必要條件。?

3)機組相對軸振穩(wěn)定性條件驗證，通過計算分析相對軸振通頻振幅(時域值)在一定時間間隔內(nèi)振幅的增加幅度，判斷機組是否具備發(fā)生油膜振蕩故障的穩(wěn)定性條件。?

4)相對軸振振動頻率主成份條件驗證，通過快速傅里葉變換頻譜分析轉(zhuǎn)子相對軸振振動主頻率值的變化情況，判斷機組是否具備發(fā)生油膜振蕩故障的軸振振動頻率主成份條件。?

5)相對軸振第一臨界轉(zhuǎn)速頻率條件驗證，通過快速傅里葉頻譜分析相對軸振振動主頻率與整個軸系的第一臨界轉(zhuǎn)速頻率的數(shù)值關系，判斷相對軸振的振動主頻率是否接近軸系的第一臨界轉(zhuǎn)速頻率。?

6)相對軸振第一臨界轉(zhuǎn)速頻率振動幅值條件驗證，通過快速傅里葉分析相對軸振振動，實時計算分析相對軸振的振動頻率為第一臨界轉(zhuǎn)速頻率的振幅與相對軸振中實際轉(zhuǎn)速頻率振幅的比值及變化情況，進而判斷相對軸振第一臨界轉(zhuǎn)速頻率振動幅值是否明顯。?

7)油膜振蕩故障的識別，結(jié)合機組相對軸振穩(wěn)定性條件驗證、相對軸振振動頻率主成分條件驗證、相對軸振第一臨界轉(zhuǎn)速頻率條件驗證和相對軸振第一臨界轉(zhuǎn)速頻率振動幅值條件驗證4項驗證結(jié)果，進而判斷汽輪機組是否發(fā)生油膜振蕩故障。?

附圖說明

圖1為汽輪發(fā)電機組油膜振蕩診斷功能流程圖圖2為機組轉(zhuǎn)速條件驗證功能流程圖?

圖3為機組相對軸振穩(wěn)定性條件驗證功能流程圖?

圖4為相對軸振振動頻率主成分條件驗證功能流程圖?

圖5為相對軸振第一臨界轉(zhuǎn)速頻率條件驗證功能流程圖

圖6為相對軸振第一臨界轉(zhuǎn)速頻率振動幅值條件驗證功能流程圖?

具體實施?

本項發(fā)明提出的汽輪發(fā)電機組油膜振蕩故障實時診斷方法主要由數(shù)據(jù)采集及分處理、機組轉(zhuǎn)速條件驗證、相對軸振穩(wěn)定性條件驗證、相對軸振振動頻率主成分條件驗證、相對軸振第一臨界轉(zhuǎn)速頻率條件驗證，相對軸振第一臨界轉(zhuǎn)速頻率振動幅值條件驗證組成。功能流程如圖1所示。下面結(jié)合附圖具體說明方法?施步驟。?

數(shù)據(jù)采集及處理?

此方法是根據(jù)軸系相對軸振振動數(shù)據(jù)做出判斷的，所以首先對轉(zhuǎn)子相對軸振數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)子振動鍵相信號進行采集。根據(jù)采集振動信號數(shù)據(jù)進行FFT(傅里葉變化)頻譜分析，得到振動信號的頻域信息和機組轉(zhuǎn)速。?

機組轉(zhuǎn)速條件驗證?

用傳遞矩陣法得到機組軸系實際的第一臨界轉(zhuǎn)速。通過計算機組實時運行轉(zhuǎn)速與軸系第一臨界轉(zhuǎn)速的比值，假如該比值大于2，可以判斷機組轉(zhuǎn)速條件驗證通過，其功能流程圖如圖2所示。因為實際機組軸系通常有多個轉(zhuǎn)子組成，這些轉(zhuǎn)子的第一臨界轉(zhuǎn)速不同，所以應根據(jù)現(xiàn)場實際檢測到的數(shù)據(jù)計算機組軸系的第一臨界轉(zhuǎn)速。?

機組相對軸振穩(wěn)定性條件驗證?

結(jié)合轉(zhuǎn)子相對軸振x方向或y方向振動信號，進行FFT頻譜分析。設定時間間隔，通過計算分析相對軸振通頻振幅(時域值)在這一時間間隔內(nèi)振幅的最大值A_r?max與上一個時間間隔內(nèi)的相對軸振通頻振幅的平均值A_rave之差的絕對值，并計算該絕對值與上一個時間間隔的相對軸振通頻振幅的平均值A_rave的比值，如果該比值大于50％，那么判定機組相對軸振穩(wěn)定性條件驗證通過，其功能流程圖如圖3所示。?