[發明專利]一種分布式旋轉機械狀態在線監測與故障分析系統

在審

• 申請號: 202110206601.8
• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN112987613A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 顧凱;李恒;趙建光;劉曉鋒;張禹;肖洲;凌君;黃新年;曾彬;江磊;杜鑫
• 申請（專利權）人: 深圳中廣核工程設計有限公司;中廣核工程有限公司;江蘇方天電力技術有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G01D21/02;G01M13/00
• 代理公司: 深圳市瑞方達知識產權事務所(普通合伙) 44314
• 代理人: 馮小梅

本發明涉及一種分布式旋轉機械狀態在線監測與故障分析系統，包括：數據采集單元、數據存儲和分析單元、數據結果顯示單元；數據采集單元用于采集旋轉機械設備的原始數據，對原始數據采用整周期同步采樣算法進行分析計算，獲得旋轉機械設備的在線監測數據，并對在線監測數據進行處理，獲得數據分析結果；數據存儲和分析單元用于對在線監測數據和數據分析結果進行存儲和分析；數據結果顯示單元用于對數據分析結果進行顯示。本發明可輸出動態振動信號進行故障分析，可在本時實時監測，也可以通過網絡對機組進行遠距離監測、評估和故障診斷。

技術領域

本發明涉及核電廠旋轉動力機械設備監測的技術領域，更具體地說，涉及一種分布式旋轉機械狀態在線監測與故障分析系統。

背景技術

核電廠一、二回路主機設備包括主泵及一回路壓力容器、汽輪機、發電機，其中，汽輪機、發電機的振動安全已經得到廣泛重視，工程設計建造階段已配備了汽輪機安全監測系統(Turbine Supervisor Instrument，TSI)，TSI可以對機組運行的振動狀態起到監測和安全保護作用，但TSI缺少對機組振動數據深入分析挖掘，需要進行故障診斷分析時，由TSI系統提供原始振動信號輸出供便攜測振設備或汽輪發電機組振動在線狀態監測和分析系統(Turbine Diagnose Management-TDM)使用。相比之下，新建EPR三代電廠甚至將核島主系統一回路壓力容器、管道、主泵等也配置了KIV系統，核島其他大型轉動設備(計30余臺)配置了KIM系統，但遠程監測與故障診斷軟件卻沒有提供，需要昂貴的購買費用。由此可見，對于電廠對旋轉輔機振動安全日益得到重視，但具體振動裝置選型配置方面還存在著不足，形成先天性的不足。

目前重要輔機配置的振動監測產品存在較多缺陷：一是，安裝TSI系統成本費用太高，不利于大規模使用和推廣；二是，TSI系統只能提供監測和安全保護作用，缺乏相應的數據分析和故障診斷功能。因此，為了降低輔機振動監測的產品的成本，核電廠開始配置一系列簡化的振動監測產品，此類產品的功能主要有兩個：第一，給DCS發送4～20MA穩態振動數據；第二，就地顯示振動幅值。缺陷是不能輸出動態振動信號進行故障分析，而且產品質量參差不齊，相當部分產品的測點布置以及振動幅值顯示都是錯誤的。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種分布式旋轉機械狀態在線監測與故障分析系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種分布式旋轉機械狀態在線監測與故障分析系統，包括：數據采集單元、數據存儲和分析單元、數據結果顯示單元；

所述數據采集單元用于采集旋轉機械設備的原始數據，對所述原始數據采用整周期同步采樣算法進行分析計算，獲得所述旋轉機械設備的在線監測數據，并對所述在線監測數據進行處理，獲得數據分析結果；

所述數據存儲和分析單元用于對所述在線監測數據和數據分析結果進行存儲和分析；

所述數據結果顯示單元用于對所述數據分析結果進行顯示。

在本發明所述的分布式旋轉機械狀態在線監測與故障分析系統中，所述數據采集單元包括：信號調理模塊、模數轉換模塊、第一處理模塊、第二處理模塊以及通信模塊；

所述信號調理模塊用于采集所述旋轉機械設備的原始數據并對所述原始數據進行調理；

所述模數轉換模塊用于對經過調理的原始數據進行模數轉換，獲得數字信號數據；

所述第一處理模塊對所述數字信號數據進行同步采集，以輸出同步信號；

所述第二處理模塊采用整周期同步采樣算法對所述同步信號進行分析計算，獲得所述旋轉機械設備的在線監測數據，并對所述在線監測數據進行處理，獲得數據分析結果；

所述通信模塊將所述數據分析結果發送給所述數據存儲和分析單元。