CN105840250A - 汽轮发电机组振动保护装置及方法 - Google Patents

汽轮发电机组振动保护装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种汽轮发电机组振动保护装置及方法，通过安装在汽轮发电机组中压转子轴承座上的互成90°的X、Y方向的两个涡流传感器，对中压转子的振动值进行测量，在诊断出中压转子的振动由摩擦故障引起后，在控制中压转子振动的方法可根据振动情况与机组当前的负荷进行综合判断，当机组中压转子X方向振动超过150μm时，机组执行减负荷；当中压转子X方向振动小于70μm时，机组可进行负荷调整。

Description

汽轮发电机组振动保护装置及方法
技术领域
本发明涉及一种汽轮发电机组振动保护装置及方法。
背景技术
旋转设备振动故障的诊断及控制是一项理论与实践紧密结合、以理论为基础、以实践为途径、以解决振动问题为目的的综合性工作。在热力发电厂中，旋转设备众多，各类风机、水泵、电动机等旋转设备是热力发电***中的重要组成部分。旋转设备的振动故障具有突发性、持续性、危害严重性等特点，而汽轮发电机组振动故障的解决及控制是众多旋转设备振动中最为重要及紧迫的，汽轮机发电机组的摩擦振动故障在近年来呈现上升趋势，行之有效的振动控制方法显得尤为重要，尤其在寒冷地区的供热机组，如汽轮发电机组在供热期间发生摩擦振动，而机组在此期间无法停机进行检修，只能采取运行方面的措施对振动情况加以控制。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种使用方便、适用转子直径范围大，且方便现场调整转子位置的汽轮发电机组振动保护方法。
本发明汽轮发电机组振动保护装置，包括：同轴驱动的高压转子、中压转子、低压转子、发电机转子，所述中压转子的支撑轴承上相互垂直x向和y向设有振动测量传感器，还包括与所述振动测量传感器连接的信号处理装置以及所述信号处理装置连接的汽轮机SIS***，所述信号处理装置对振动传感器采集的振动数据进行处理后输入至汽轮机SIS***，获取中压转子实时震动数据。
进一步地，所述振动测量传感器为涡流传感器。
进一步地，所述信号处理装置包括对所述振动测量传感器检测的振动信号进行滤波的抗混叠滤波器，所述抗混叠滤波器设置在所述振动测量传感器与汽轮机SIS***之间。
进一步地，所述信号处理装置还包括连接在所述的振动测量传感器和汽轮机SIS***的A/D转换器。
进一步地，所述相互垂直的x向和y向振动测量传感器为内置的，并分别通过各自的前置放大器与振动信号测量仪连接。
进一步地，所述相互垂直的x向和y向振动测量传感器为外置的，并分别直接与外接的振动信号测量仪连接。
本发明汽轮发电机组振动保护方法，包括
获取中压转子轴承X向轴振、Y向轴振，对中压转子振动进行实时监测；
对比X向轴振与Y向轴振大小，
若X向轴振大于Y向轴振，则判断X向轴振是否大于第一阈值，
若X向轴振大于X向第一阈值，则汽轮发电机组进行减负荷操作，以使X向轴振达到预定阈值范围内；
若X向轴振小于X向第二阈值，则汽轮发电机进行负荷调整，以使X向轴振达到预定阈值范围内；
若X向轴振小于Y向轴振，则输出X向传感器故障报警，判断Y向轴振是否大于Y向第一阈值，
若Y向轴振大于Y向第一阈值，则汽轮发电机组进行减负荷操作，以使Y向轴振达到预定阈值范围内；
若Y向轴振小于Y向第二阈值，则汽轮发电机进行负荷调整，以使Y向轴振达到预定阈值范围内。
进一步地，所述的X向第一阈值、X向第二阈值、Y向第一阈值、Y向第二阈值均为经验值。
进一步地，所述的X向第一阈值为150μm、X向第二阈值为70μm。
借由上述方案，本发明本发明汽轮发电机组振动保护装置及方法至少具有以下优点：
1、在判断200MW汽轮发电机组中压转子存在摩擦振动的前提下，通过在中压转子轴承处安装的两个互成90°的涡流传感器及信号处理装置对中压转子进行实时振动采集。
2、实时采集的振动数据送至SIS***，结合中压转子原始状态及机组负荷进行负荷调整操作。
3、当中压转子X方向振动达到150μm时，机组执行降负荷操作，当中压转子X方向振动降至70μm时，机组可进行负荷调整。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明汽轮发电机组振动保护装置结构示意图；
图2是A-A剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
如图1至2所示，本实施例汽轮发电机组振动保护装置，包括：同轴驱动的高压转子1、中压转子2、低压转子3、发电机转子4，所述中压转子的支撑轴承上相互垂直x向和y向设有振动测量传感器，所述振动测量传感器为涡流传感器。
还包括与所述振动测量传感器连接的信号处理装置以及所述信号处理装置连接的汽轮机SIS***，所述信号处理装置对振动传感器采集的振动数据进行处理后输入至汽轮机SIS***，获取中压转子实时震动数据。
本实施例中，所述信号处理装置包括对所述振动测量传感器检测的振动信号进行滤波的抗混叠滤波器以及将模拟信号转换为数字信号的A/D转换器，所述抗混叠滤波器、A/D转换器设置在所述振动测量传感器与汽轮机SIS***之间。
本实施例中，进一步地，所述相互垂直的x向和y向振动测量传感器为外置的，并分别直接与外接的汽轮机SIS***连接。
在实际应用中，对本实施例还可以为所述相互垂直的x向和y向振动测量传感器为内置的，并分别通过各自的前置放大器与汽轮机SIS***连接。
本实施例中，在判断机组中压转子存在摩擦振动故障的前提下，通过安装在中压转子轴承处的互成90°的两个涡流传感器与前置器，对中压转子进行实时在线监测，同时结合200MW汽轮发电机组中压转子原始状态与机组当前的负荷，进行综合调整。当中压转子X方向摩擦振动值达到150μm时，机组执行减负荷操作，当机组中压转子X方向振动下降至70μm后，机组可进行调整负荷，以达到振动在可控范围内。
实施例2
本实施例汽轮发电机组振动保护方法，利用上述实施例1的汽轮发电机组振动保护装置，方法具体包括：获取中压转子轴承X向轴振、Y向轴振，对中压转子振动进行实时监测；
对比X向轴振与Y向轴振大小，
若X向轴振大于Y向轴振，则判断X向轴振是否大于第一阈值，
若X向轴振大于X向第一阈值，则汽轮发电机组进行减负荷操作，以使X向轴振达到预定阈值范围内；
若X向轴振小于X向第二阈值，则汽轮发电机进行负荷调整，以使X向轴振达到预定阈值范围内；
若X向轴振小于Y向轴振，则输出X向传感器故障报警，判断Y向轴振是否大于Y向第一阈值，
若Y向轴振大于Y向第一阈值，则汽轮发电机组进行减负荷操作，以使Y向轴振达到预定阈值范围内；
若Y向轴振小于Y向第二阈值，则汽轮发电机进行负荷调整，以使Y向轴振达到预定阈值范围内。
本实施例中，所述的X向第一阈值为150μm、X向第二阈值为70μm。
在实际情况下，所述的X向第一阈值、X向第二阈值、Y向第一阈值、Y向第二阈值均为经验值。
上述各实施例中，在转子上设有参考标记，参考标记与转子相应位置的鉴相传感器相对应，鉴相传感器与汽轮机SIS***连接。所述鉴相传感器为电涡流传感器或光电传感器；所述对应的参考标记为凹槽或光标。相位信息具有鲜明的物理含义和指向性，相位(差)变化又可根据具体的机械结构或物理媒介被清晰划分，因此，相位差分析可作为转子振动故障诊断的“可视化”工具；通过剖析相位差可迅速查明信号间是否存在相位干扰，从而能更加迅速准确地确定振动故障的性质，及时采取正确的措施对振动故障进行控制和/或处理，有效避免错误的运行操作和故障扩大，大大降低故障处理成本；通过相位差变化趋势的分析还可作出准确的设备振动故障预警，例如，若发现相位差存在明显的变化趋势，即使此时振动幅值尚没有明显异常，也应该及时查找原因，采取适当处理措施，不要等到振幅突然增大引起设备损坏或故障停机，从而有效防范恶性设备事故的发生。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种汽轮发电机组振动保护装置，其特征在于，包括：同轴驱动的高压转子、中压转子、低压转子、发电机转子，所述中压转子的支撑轴承上相互垂直x向和y向设有振动测量传感器，还包括与所述振动测量传感器连接的信号处理装置以及所述信号处理装置连接的汽轮机SIS***，所述信号处理装置对振动传感器采集的振动数据进行处理后输入至汽轮机SIS***，获取中压转子实时震动数据。
2.根据权利要求1所述的汽轮发电机组振动保护装置，其特征在于，所述振动测量传感器为涡流传感器。
3.根据权利要求1所述的汽轮发电机组振动保护装置，其特征在于，所述信号处理装置包括对所述振动测量传感器检测的振动信号进行滤波的抗混叠滤波器，所述抗混叠滤波器设置在所述振动测量传感器与汽轮机SIS***之间。
4.根据权利要求3所述的汽轮发电机组振动保护装置，其特征在于，所述信号处理装置还包括连接在所述的振动测量传感器和汽轮机SIS***的A/D转换器。
5.根据权利要求1所述的汽轮发电机组振动保护装置，其特征在于，所述相互垂直的x向和y向振动测量传感器为内置的，并分别通过各自的前置放大器与汽轮机SIS***连接。
6.根据权利要求1所述的汽轮发电机组振动保护装置，其特征在于，所述相互垂直的x向和y向振动测量传感器为外置的，并分别直接与外接的汽轮机SIS***连接。
7.一种汽轮发电机组振动保护方法，其特征在于，包括
获取中压转子轴承X向轴振、Y向轴振，对中压转子振动进行实时监测；
对比X向轴振与Y向轴振大小，
若X向轴振大于Y向轴振，则判断X向轴振是否大于第一阈值，
若X向轴振大于X向第一阈值，则汽轮发电机组进行减负荷操作，以使X向轴振达到预定阈值范围内；
若X向轴振小于X向第二阈值，则汽轮发电机进行负荷调整，以使X向轴振达到预定阈值范围内；
若X向轴振小于Y向轴振，则输出X向传感器故障报警，判断Y向轴振是否大于Y向第一阈值，
若Y向轴振大于Y向第一阈值，则汽轮发电机组进行减负荷操作，以使Y向轴振达到预定阈值范围内；
若Y向轴振小于Y向第二阈值，则汽轮发电机进行负荷调整，以使Y向轴振达到预定阈值范围内。
8.根据权利要求7所述的汽轮发电机组振动保护方法，其特征在于，所述的X向第一阈值、X向第二阈值、Y向第一阈值、Y向第二阈值均为经验值。
9.根据权利要求7所述的汽轮发电机组振动保护方法，其特征在于，所述的X向第一阈值为150μm、X向第二阈值为70μm。
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