[發明專利]一種用于燃氣輪機壓氣機動葉片的振動監測裝置

在審

• 申請號: 201811033306.1
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN108731896A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 上官博;肖俊峰;高松;李園園;張蒙;閆安
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種用于燃氣輪機壓氣機動葉片的振動監測裝置，其特征在于，該燃氣輪機壓氣機轉子(1)放置左支撐軸承(2)和右支撐軸承(3)上，燃氣輪機壓氣機轉子(1)包含壓氣機部分(4)和透平部分(5)，轉子由燃氣輪機上缸(6)和燃氣輪機下缸(7)包裹，上下缸之間用汽缸螺栓固定連接，壓氣機部分(4)與透平部分(5)之間沿旋轉方向周圈均勻布置有若干燃燒器(8)；在壓氣機汽缸設置有壓氣機抽氣口(9)；

在支撐軸承位置設置有轉子軸振位移傳感器(10)，用于實時測量燃氣輪機壓氣機轉子振動位移變化；在軸端設置有用于測量轉子轉速的轉速傳感器(11)；

在壓氣機每級選擇若干支壓氣機動葉片(12)上布置應變片(14)，采用無線電遙測方法測量每級壓氣機動葉片的振動信息；

在壓氣機動葉片(12)對應的燃氣輪機缸體上打孔安裝有葉尖非接觸式振動測量傳感器(13)，利用葉尖定時測量方法獲得每支壓氣機動葉片(12)的振動信息；用于對比無線電遙測方法結果，驗證每級2～4支動葉片的振動測量結果，并進行誤差分析，進而對整圈每支動葉片的振動測量結果進行修正；

燃氣輪機壓氣機轉子各振動測點的數據通過振動數據采集器(18)連接到多通道數據記錄儀(19)進行存儲。

2.根據權利要求1所述的一種用于燃氣輪機壓氣機動葉片的振動監測裝置，其特征在于，在壓氣機每級選擇2～4支壓氣機動葉片上布置應變片，感知葉片的振動信息，并在軸端輪盤處打孔安裝有微型信號發射機(15)，用于將葉片的振動信息發射，在微型信號發射機位置對應的缸體處設置接收天線(16)，用于接收葉片的振動信息，并傳送到接收機(17)，并連接振動數據采集器(18)進行采集并存儲，最后通過數據分析系統(21)對各通道的葉片振動信息進行實時分析，并實時顯示。

3.根據權利要求1所述的一種用于燃氣輪機壓氣機動葉片的振動監測裝置，其特征在于，利用葉尖定時測量方法獲得每支動葉片的振動信息，具體為：

轉速信號在轉子每旋轉一圈時產生一個零時刻參考脈沖，每個葉片經過葉尖傳感器(13)時，系統會記錄下該葉片的到達時刻，當葉片不振動時，葉片到達傳感器的時刻每圈都是相同的，當有振動產生時，葉片的到達時刻就會有差異，從而產生到達的時間差ΔT，通過分析每支葉片的時間差ΔT來測量葉片的振動響應。

4.根據權利要求1所述的一種用于燃氣輪機壓氣機動葉片的振動監測裝置，其特征在于，測量壓氣機動葉片(12)的振動位移時，設壓氣機某級的動葉片數為n，葉片的旋轉半徑為R，當第i個葉片經過葉尖定時傳感器(13)時，位置相對于轉速同步點的夾角為α_i，沒有振動時夾角為α₀，轉速為Ω；當轉速同步信號到達后，葉片i經過葉尖定時傳感器的時間為t_i，相應的對于同一個葉片i，葉尖定時信號相對于葉根同步信號的時間為t_bi，那么α_i＝Ω×t_i，求得振動位移為y_i＝R(α_i-α₀)。

5.根據權利要求1所述的一種用于燃氣輪機壓氣機動葉片的振動監測裝置，其特征在于，為了監測壓氣機動葉片(12)的扭振情況，安裝兩組葉尖定時傳感器(13)，一組安裝于葉片的前邊緣處，用于監測葉片前邊緣的振動情況，另一組安裝于葉片的后邊緣處，用于監測葉片后邊緣的振動情況，根據兩組葉尖定時傳感器(13)的測量結果的位移和相位計算得出葉片的扭振情況。

6.根據權利要求1所述的一種用于燃氣輪機壓氣機動葉片的振動監測裝置，其特征在于，將采用葉尖定時測量方法獲得每級動葉片振動監測數據(24)中相應2～4支動葉片的振動數據(25)與采用無線電遙測方法獲得的每級2～4支動葉片振動數據(24)進行對比，驗證每級2～4支動葉片葉尖定時測量方法的振動測量結果，并進行誤差分析(26)，進而對整圈每支動葉片的振動測量結果進行校正，然后進行數據輸出顯示(27)。