[發(fā)明專利]同步離合器狀態(tài)監(jiān)控裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810365636.4
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108398076B
• 公開（公告）日: 2023-10-10
• 發(fā)明（設計）人: 宋亞軍;黃葆華;鄧建平;張朝陽;李學賓;靳江波;司派友;左川;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(wǎng)公司;北京京西燃氣熱電有限公司
• 主分類號: G01B7/00
• 分類號: G01B7/00;G01B7/02;G01B11/00;G01B11/02
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權代理有限公司 11127
• 代理人: 王濤;賈磊

本發(fā)明提供一種同步離合器狀態(tài)監(jiān)控裝置及方法，包括：脈沖信號采集設備和信號處理設備；所述同步離合器包括主動件、從動件、用于主動件和從動件之間扭力傳導的中間件，其中，在主動件和從動件的光軸部分設置有預設的刻度標記；所述脈沖信號采集設備用于：采集變化脈沖信號和基準脈沖信號，所述變化脈沖信號由預設的刻度標記隨著主動件轉動而形成，所述基準脈沖信號由預設的刻度標記隨著從動件轉動而形成；所述信號處理設備用于：根據(jù)變化脈沖信號和基準脈沖信號確定中間件的滑動距離。該方案可以在同步離合器的嚙合與脫開過程中對中間件的移動過程進行監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)異常，防止事故發(fā)生。

技術領域

本發(fā)明涉及同步離合器安全監(jiān)測技術領域，特別涉及一種同步離合器狀態(tài)監(jiān)控裝置及方法。

背景技術

目前，隨著西氣東輸工程的完善和國內發(fā)電機組節(jié)能環(huán)保的高要求，我國已經(jīng)建設一大批“燃氣—蒸汽”聯(lián)合循環(huán)電站。在現(xiàn)有聯(lián)合循環(huán)電廠發(fā)電機組的軸系中，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(xiàn)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，在燃氣輪機發(fā)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(tài)，燃氣輪機單獨運行進行快速啟動，實現(xiàn)調峰功能。在燃氣輪機啟動穩(wěn)定以后，再利用燃氣輪機尾氣能量產(chǎn)生蒸汽，推動蒸汽輪機運行，蒸汽輪機升速至3000rpm(Revolutions Perminute，轉/分鐘)以后通過同步離合器與燃氣輪機并車進行同軸做功，實現(xiàn)聯(lián)合循環(huán)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?shù)蛪焊邹D速低于高中壓缸時，低壓缸脫開，高中壓缸單獨運行，高中壓缸排汽可以全部用來供熱，實現(xiàn)機組的背壓供熱功能。當?shù)蛪焊邹D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(xiàn)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(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益，但是對發(fā)電機組的安全運行也帶來了諸多問題。某聯(lián)合循環(huán)電廠曾因同步離合器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。目前，帶有鎖止環(huán)的同步離合器嚙合過程如圖3至圖5所示(為了過程表示的清晰，同步離合器的棘輪棘爪結構在本圖中未進行體現(xiàn))。離合器主要包括主動件、從動件和用于主動件和從動件之間扭力傳導的中間件；中間件滑動設置在主動件與從動件配合而成的空腔內；中間體的外周側設置有向外側延伸的主動齒，從動件的內周側設置有向內延伸的從動齒，當中間體滑至左側與主動軸接觸時，主動齒與從動齒相互嚙合。鎖止環(huán)通?；瑒釉O置在主動件外側，用于固定中間件；鎖止環(huán)與主動件上設置有用于控制鎖止環(huán)位移的滑道，當鎖止環(huán)位于滑道的靠近從動件一側的盡頭時，鎖止環(huán)與從動件之間留有一段空隙。

在圖3所示狀態(tài)下，此時主動件轉速低于從動件轉速，同步離合器處于脫開狀態(tài)，主動齒與從動齒脫開，主動件與從動件在各自轉速下轉動，同步離合器處于非工作狀態(tài)。此時，鎖止環(huán)與中間件和主動件同時旋轉。由于鎖止與解鎖的需求，鎖止環(huán)此時距離從動件距離非常近，導致此處沒有空間進行其他測量裝置的安裝。所以，中間件的位置是一個盲點，無論在同步離合器的停止或者運行狀態(tài)下，中間件的位置一直處于未知狀態(tài)。在圖4所示狀態(tài)下，主動件轉速大于從動件轉速時，由于轉速差的推動使同步離合器嚙合，當同步離合器處于嚙合狀態(tài)，如圖4中所示，主動齒與從動齒相互嚙合，此時主動件與從動件轉速相同，開始扭矩的傳遞。但是扭矩只能從主動件傳遞至從動件，鎖止環(huán)此時未鎖定。如果此時主動件的轉速再低于從動件，那么離合器將會脫開。在圖5所示狀態(tài)下，同步離合器處于嚙合狀態(tài)，鎖止環(huán)此時已鎖定。這種狀態(tài)下，即使主動件出現(xiàn)某種故障失去力矩，從動件也可以將自身力矩傳遞至主動件，如果此時主動件的轉速再低于從動件，同步離合器也不會脫開。整個軸系始終處于正常轉速下，防止主動件在故障情況下脫開導致事故的發(fā)生。