[發明專利]一種汽輪機葉片裂紋評估系統及汽輪機葉片裂紋預警方法

在審

• 申請號: 202010624607.2
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111766299A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 劉一凡;夏志;李德鑫;王寧;姚瑩瑩;汪洋
• 申請（專利權）人: 吉林省電力科學研究院有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N15/08;F01D21/00;G01M5/00
• 代理公司: 北京棘龍知識產權代理有限公司 11740
• 代理人: 戴麗偉

本發明公開的屬于汽輪機技術領域，具體為一種汽輪機葉片裂紋評估系統及汽輪機葉片裂紋預警方法，該評估系統包括葉片監測單元、數據傳輸單元和控制端，所述葉片監測系統安裝在前端葉片工作位置，所述數據傳輸單元包括分別與超聲波探測模塊、滲透探測模塊、影像采集模塊、計時模塊和轉速傳感器連接的連接線及傳輸系統，所述控制端包括手持無線終端和控制中心，所述控制中心包括數據處理單元、數據存儲單元、閾值設定單元、異常狀態報警單元和供電單元，所述手持終端包括人機交互面板、處理器、無線收發模塊和蓄電單元，能夠實時的檢測葉片的工作狀態，并實時的將監測信息輸出到控制端進行閾值對比，可以實現預警的目的。

技術領域

本發明涉及汽輪機技術領域，具體為一種汽輪機葉片裂紋評估系統及汽輪機葉片裂紋預警方法。

背景技術

汽輪機也稱蒸汽透平發動機，是一種旋轉式蒸汽動力裝置，高溫高壓蒸汽穿過固定噴嘴成為加速的氣流后噴射到葉片上，使裝有葉片排的轉子旋轉，同時對外做功，汽輪機是現代火力發電廠的主要設備，也用于冶金工業、化學工業、艦船動力裝置中。葉片是汽輪機的關鍵零件，又是最精細、最重要的零件之一。它在極苛刻的條件下承受高溫、高壓、巨大的離心力、蒸汽力、蒸汽激振力、腐蝕和振動以及濕蒸汽區水滴沖蝕的共同作用。其空氣動力學性能、加工幾何形狀、表面粗糙度、安裝間隙及運行工況、結垢等因素均影響汽輪機的效率、出力；其結構設計、振動強度及運行方式則對機組的安全可靠性起決定性的影響。

現有的汽輪機葉片在使用時間過長后，會產生裂紋，由于汽輪機在使用中，導致裂紋不能夠被快速的發現，造成有裂紋的葉片在使用時間過長后，會出現生產問題，嚴重時造成生產停滯，影響生產效率，且為了保證生產效率的最大化，并不需要在葉片產生的裂紋較小的情況就對其進行停止的操作，但現有的技術中，裂紋需要人工檢測，因此不能保證在檢查時葉片產生的裂紋為剛好需要更換的狀態，此種情況導致生產效率并不能最大化。

發明內容

本部分的目的在于概述本發明的實施方式的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施方式。在本部分以及本申請的說明書摘要和發明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發明的范圍。

鑒于上述和/或現有汽輪機中存在的問題，提出了本發明。

因此，本發明的目的是提供一種汽輪機葉片裂紋評估系統及汽輪機葉片裂紋預警方法，能夠實時的檢測汽輪機葉片的工作狀態及對葉片上產生的裂紋進行評估，獲取最佳更換狀態，減少對生產的影響的同時提高安全性。

為解決上述技術問題，根據本發明的一個方面，本發明提供了如下技術方案：

一種汽輪機葉片裂紋評估系統，該評估系統包括葉片監測單元、數據傳輸單元和控制端，所述葉片監測系統安裝在前端葉片工作位置，所述數據傳輸單元與葉片監測單元和控制端連接，所述葉片監測單元包括超聲波探測模塊、滲透探測模塊、影像采集模塊、計時模塊和轉速傳感器，所述數據傳輸單元包括分別與超聲波探測模塊、滲透探測模塊、影像采集模塊、計時模塊和轉速傳感器連接的連接線及傳輸系統，所述傳輸系統包括無線傳輸系統和數據收集單元，所述控制端包括手持無線終端和控制中心，所述控制中心包括數據處理單元、數據存儲單元、閾值設定單元、異常狀態報警單元和供電單元，所述手持終端包括人機交互面板、處理器、無線收發模塊和蓄電單元。

作為本發明所述的一種汽輪機葉片裂紋評估系統的一種優選方案，其中：所述傳輸系統通過連接線分別與超聲波探測模塊、滲透探測模塊、影像采集模塊、計時模塊和轉速傳感器連接，所述傳輸系統內的無線傳輸系統與數據收集單元連接，所述數據收集單元通過無線傳輸系統和連接線連接控制端，所述數據收集單元無線連接手持終端。

作為本發明所述的一種汽輪機葉片裂紋評估系統的一種優選方案，其中：所述控制中心內的供電單元電性輸出連接數據處理單元、數據存儲單元、閾值設定單元和異常狀態報警單元，所述數據處理單元雙向連接數據存儲單元，所述數據處理單元輸出連接閾值設定單元和異常狀態報警單元。