[發明專利]聯合循環電廠同步離合器的安全監測系統和方法

有效

• 申請號: 201611177619.5
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106641045B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 宋亞軍;黃葆華;劉雙白;司派友;王維萌
• 申請（專利權）人: 華北電力科學研究院有限責任公司;國家電網公司
• 主分類號: F16D66/00
• 分類號: F16D66/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 賈磊

本申請提出一種聯合循環電廠同步離合器的安全監測系統和方法，該系統包括監測裝置和診斷裝置，其中，監測裝置包括：回油溫度監測模塊，用于監測離合器工作狀態中的回油溫度；中間件滑動過程監測模塊，用于監測離合器脫開與嚙合的中間件的滑動過程；扭矩監測模塊，用于測量離合器主動件傳遞的扭矩；其中，所述監測裝置將監測到的數據輸出至所述診斷裝置，所述診斷裝置用于根據所述監測裝置輸出的數據對所述離合器的工作狀態進行診斷。該系統能夠對同步離合器的工作狀態進行實時監測，及時發現異常，防止事故發生。

技術領域

本申請涉及同步離合器安全監測技術領域，尤其涉及一種聯合循環電廠同步離合器的安全監測系統和方法。

背景技術

目前，隨著西氣東輸工程的完善和國內發電機組節能環保的高要求，我國已經建設一大批“燃氣—蒸汽”聯合循環電站。在現有聯合循環電廠機組軸系中，無論是單軸布置軸系還是多軸布置中的汽輪機軸系，大部分都配置有同步離合器，軸系結構如圖1和圖2所示。

對于單軸布置軸系來講，同步離合器的設置能夠讓機組同時實現快速啟停與能源的高效利用。如圖1所示，燃氣輪機與蒸汽輪機同軸布置，在發電機與蒸汽輪機之間設置有同步離合器。在機組啟動期間，燃氣輪機轉速大于蒸汽輪機，蒸汽輪機處于脫開狀態，燃氣輪機單獨運行進行快速啟動，實現調峰功能。在燃氣輪機啟動穩定以后，再利用燃氣輪機尾氣能量產生蒸汽，推動蒸汽輪機運行，蒸汽輪機升速至3000rpm以后通過同步離合器與燃氣輪機并車進行同軸做功，實現聯合循環功能，提高能源的利用效率。

對于多軸布置中的汽輪機軸系，同步離合器的設置能夠讓機組在純凝、抽凝、背壓等方式下相互切換。如圖2所示，在蒸汽輪機的高中壓缸與低壓缸之間配置同步離合器，當低壓缸轉速低于高中壓缸時，低壓缸脫開，高中壓缸單獨運行，中壓缸排汽可以全部用來供熱，實現機組的背壓供熱功能。當低壓缸轉速高于高中壓缸時，低壓缸會通過離合器與高中壓缸嚙合，實現同軸做功，提高純凝和抽凝模式下能源的利用效率。

軸系中同步離合器的設置可以整體上提高能源的利用效率，產生了巨大的經濟效益，但是對發電機組的安全運行也帶來了諸多問題。某電廠因離合器的故障造成整個軸系無法正常運行，甚至造成運行機組的非計劃停機，帶來的損失不可估量。對于聯合循環電廠的離合器來講，目前正常的監測參數僅僅有離合器本身的脫開、嚙合、鎖定三種監測信號。第一，脫開、嚙合、鎖定三種信號僅為狀態量，無法對離合器在脫開與嚙合中的過程進行監測，如果在嚙合與脫開的過程中發生故障，那么現有監測手段無法捕捉到故障信息。比如某電廠用高中壓缸與低壓缸的轉速差判斷離合器是否已經脫開，遠方監測顯示轉速差大于50rpm，工作人員判定已經脫開。但實際上內部的滑動組件由于滑動受阻，雖然齒輪脫開，但是滑動組件并沒有脫開到預定位，最終造成了動靜齒輪碰磨，對設備造成了不可恢復的損壞。第二，在機組正常運行中，目前只有兩側軸瓦的振動監測信號，這是一個模擬量的輸出，僅僅有振動數值，根本無法對內部出現的故障進行反映。某電廠在運行過程中，離合器螺旋花鍵發生膠合，導致回油溫度上漲，但是由于沒有在線測點針對離合器回油溫度進行監測，故無法捕捉到這一信息。機組繼續運行，最終導致離合器無法脫開，使設備產生了損壞。

綜上，由于監測方面的不足，導致離合器出現故障以后，不能及時發現處理，最終離合器會在運行中損壞，比如齒輪斷裂，齒輪膠合無法脫開等等。輕則導致設備損壞，重則在運行過程中導致機組停機，造成如無法挽回的經濟損失。

發明內容

為解決現有技術中的上述問題，本申請的一個目的在于提出一種聯合循環電廠同步離合器的安全監測系統和方法，可以對同步離合器的工作狀態進行實時監測，及時發現異常，防止事故發生。