[發明專利]切低壓缸供熱汽輪機末段葉片顫振精確監測系統

在審

• 申請號: 201811228717.6
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109441563A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 張振華;劉巖;周雅君;杜未;趙文波;趙光敏;李燕平;楊晉;楊國強;白公寶;張志剛;王占彪;常征
• 申請（專利權）人: 中國大唐集團科學技術研究院有限公司火力發電技術研究院
• 主分類號: F01D21/00
• 分類號: F01D21/00
• 代理公司: 北京中南長風知識產權代理事務所(普通合伙) 11674
• 代理人: 張學元

本發明涉及一種切低壓缸供熱汽輪機末段葉片顫振精確監測系統，包括汽輪機低壓缸、低壓轉子、動葉、靜葉、顫振測量傳感器、低壓缸進氣管、低壓缸排氣管、低壓缸抽氣管、抽氣參數測量裝置、排氣參數測量裝置、第一進氣參數測量裝置、第二進氣參數測量裝置、轉子鍵相傳感器及計算裝置。通過本發明，可以綜合精確判斷出該級葉片是否處于顫振狀態，以確保機組通流安全運行，尤其是在高背壓及切低壓缸供熱條件下，可實現機組末段葉片顫振安全的精確監測。

技術領域

本發明屬于火力發電技術領域，尤其涉及一種切低壓缸供熱汽輪機末段葉片顫振精確監測系統。

背景技術

隨著城鎮化和供熱需求的不斷增加，提高現有機組供熱能力，是業內廣為關注的技術問題。高背壓供熱、雙轉子互換、光軸、切低缸及3S離合器等背壓式供熱技術使用，大大促進了機組供熱能力提升，也減少供熱機組冷源損失，實現了節能清潔供熱。

但是對于上述背壓式供熱方式，由于機組運行背壓的提高，或者低壓缸處于零功率運行，其末段葉片的安全冷卻，以避免鼓風及動應力損害，是當前背壓供熱較為關注的技術難題。

對于背壓供熱機組，尤其是切除低壓缸供熱方式，其低壓缸動葉安全，是運行監測的重點。一方面，需要提供必要足夠的冷卻蒸汽，另一方面，如何及時發現動葉顫振和如何調整確保安全冷卻最小容積流量，一直沒有較精確的方法，基本處于人工經驗判別的粗放階段。

因此，對于切低缸供熱等末段葉片較為復雜的運行方式，必須提供一種監測手段，來實時判斷葉片是否處于非安全工作范圍，并提供調整參考，以確保切低缸等背壓式供熱方式效益最大化和長期安全可靠性。

發明內容

本發明的目的是提供一種切低壓缸供熱汽輪機末段葉片顫振精確監測系統，一方面，通過安裝在動葉頂端附近汽缸上的顫振測量傳感器，實時監測每級每一個葉片動態振動時間及相位，繼而判斷葉片振動型態。同時，通過實時測量低壓缸各邊界參數，計算出末段葉片實際容積流量，并和設計容積流量進行比較，判斷該級葉片是否處于安全流量區域。通過實際葉片顫振型態測量和安全流量理論計算，可以綜合精確判斷出該級葉片是否處于顫振狀態，以確保機組通流安全運行，尤其是在高背壓及切低壓缸供熱條件下，可實現機組末段葉片顫振安全的精確監測。

本發明提供了一種切低壓缸供熱汽輪機末段葉片顫振精確監測系統，包括汽輪機低壓缸、低壓轉子、動葉、靜葉、顫振測量傳感器、低壓缸進氣管、低壓缸排氣管、低壓缸抽氣管、抽氣參數測量裝置、排氣參數測量裝置、第一進氣參數測量裝置、第二進氣參數測量裝置、轉子鍵相傳感器及計算裝置；

低壓轉子安裝于汽輪機低壓缸內；動葉安裝于低壓轉子之上，并隨低壓轉子一起高速旋轉；顫振測量傳感器安裝于汽輪機低壓缸的內缸上，位于靜葉和動葉之間，且靠近動葉的葉頂部位，用于實時監測汽輪機低壓缸每級每一個動葉的動態振動時間；

轉子鍵相傳感器安裝于汽輪機靜子部分，用于通過非接觸檢測方式檢測低壓轉子上的鍵相槽，以識別低壓轉子轉動的相位位置；

低壓缸進氣管、低壓缸抽氣管及低壓缸排氣管分別設有進汽參數測量裝置、抽氣參數測量裝置及排氣參數測量裝置，進汽參數測量裝置、抽氣參數測量裝置及排氣參數測量裝置分別用于實時測量低壓缸進氣參數、低壓缸抽氣參數及低壓缸排氣參數；

計算裝置，用于基于實時獲取的汽輪機低壓缸每級每一個動葉的動態振動時間、低壓轉子轉動的相位位置、低壓缸進氣參數、低壓缸抽氣參數及低壓缸排氣參數確定汽輪機低壓缸末段葉片是否處于顫振狀態及危險區域。

進一步地，進汽參數測量裝置包括第一進汽參數測量裝置及第二進汽參數測量裝置。

借由上述方案，通過切低壓缸供熱汽輪機末段葉片顫振精確監測系統，可以綜合精確判斷出該級葉片是否處于顫振狀態，以確保機組通流安全運行，尤其是在高背壓及切低壓缸供熱條件下，可實現機組末段葉片顫振安全的精確監測。