一种基于汽轮机主蒸汽管道位移的在线监测分析系统技术方案

一种基于汽轮机主蒸汽管道位移的在线监测分析系统，属于汽轮机组主蒸汽管道监测领域。解决了现有管道测量方法易受环境等外界因素影响，导致测量准确度低的问题。本发明专利技术的位移传感器，用于采集作用在主蒸汽管道上的被测架体在沿X、Y和Z方向上的位移值；倾角传感器，用于采集作用在主蒸汽管道上的被测架体在沿X、Y和Z方向上的倾角值；无线数据采集模块，用于接收位移传感器采集的位移值和倾角传感器采集的倾角值，并上传至终端上位机；终端上位机，用于根据采集的被测架体的位移值，确定被测架体的故障情况；还用于根据采集的被测架体的位移值和倾角值，获得主蒸汽管道与气缸接口处的力和力矩的大小。主要用于对主蒸汽管道状态进行监测分析。

An on-line monitoring and analysis system based on the displacement of main steam pipe of steam turbine

【技术实现步骤摘要】
一种基于汽轮机主蒸汽管道位移的在线监测分析系统
本专利技术属于汽轮机组主蒸汽管道监测领域。
技术介绍
汽轮机气缸本体与蒸汽管道连通，实现蒸汽由锅炉进入汽轮机气缸本体完成能量转换，然而管道由于温度变化及限位等因素产生较大的位移，如果未能按照设计方向移动可能造成汽轮机组的顶起、偏置、滑销系统不通畅等问题。同时应力未能得到有效释放，造成管道疲劳损伤、管道本体焊接点和接口附近损坏，引发蒸汽泄漏事故。目前，常规手段仍停留在原始的测量方法(铅坠测试、千分表测试)，测试结果易受环境等外界因素影响，准确性难以保障，并且无法获取实时数据统计、分析及存储，对汽轮机主蒸汽管道的现场实时在线监测和分析，因此，以上问题亟需解决。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有管道测量方法易受环境等外界因素影响，导致测量准确度低的问题，本专利技术提供了一种基于汽轮机主蒸汽管道位移的在线监测分析系统。一种基于汽轮机主蒸汽管道位移的在线监测分析系统，包括位移传感器、倾角传感器、无线数据采集模块、终端上位机；位移传感器，用于采集作用在主蒸汽管道上的被测架体在沿X、Y和Z方向上的位移值；倾角传感器，用于采集作用在主蒸汽管道上的被测架体在沿X、Y和Z方向上的倾角值；无线数据采集模块，用于接收位移传感器采集的位移值和倾角传感器采集的倾角值，并上传至终端上位机；终端上位机，用于根据采集的被测架体的位移值，确定被测架体的故障情况；还用于根据采集的被测架体的位移值和倾角值，获得主蒸汽管道与气缸接口处的力和力矩的大小，从而确定与主蒸汽管道连接的气缸的稳定性。优选的是，所述的被测架体为固定支架、吊架或限位支架。终端上位机，用于根据采集的被测架体的位移值，确定被测架体的故障情况的具体实现方式为：终端上位机内存储有作用在主蒸汽管道上的被测架体的理论位移阈值；终端上位机将采集的被测架体的位移值与被测架体的理论位移值比较，当采集的位移值超出理论位移阈值的范围时，则判断被测架体故障，当采集的位移值未超出理论位移阈值的范围时，则判断被测架体非故障。优选的是，终端上位机根据采集的被测架体的位移值和倾角值，获得主蒸汽管道与气缸接口处的力和力矩的大小，从而确定与主蒸汽管道连接的气缸的稳定性的具体过程为：终端上位机内存储有作用在主蒸汽管道上的被测架体的理论位移阈值和理论倾角阈值，并根据被测架体的理论位移阈值和理论倾角阈值，获得气缸接口处的理论作用力的阈值和理论力矩阈值；终端上位机还用于根据采集的被测架体的位移值和倾角值，获得主蒸汽管道与气缸接口处的力和力矩的大小，将获得的主蒸汽管道与气缸接口处的力和力矩分别与理论作用力的阈值和理论力矩阈值分别比较，只有当获得的主蒸汽管道与气缸接口处的力未超出理论作用力的阈值、且主蒸汽管道与气缸接口处的力矩未超出理论力矩阈值时，则判定与主蒸汽管道连接的气缸处于稳定状态，否则，与主蒸汽管道连接的气缸处于非稳定状态。优选的是，位移传感器为接触式位移传感器或拉丝位移传感器。本专利技术带来的有益效果是，本专利技术通过实时采集作用在主蒸汽管道上的被测架体的位移和倾角变化量，分析主蒸汽管道整体变形状态；实时在线监测位移变化值，判定分析被测架体是否故障；根据监测位移和倾角值变化值，计算出管道与汽缸接口处接口力和力矩，实现与主蒸汽管道连接的汽缸稳定性在线评估；监测过程中不受外界因素的影响，测量结果的准确性高，并能实施监测，对于保障管道和汽轮机组的安全稳定运行具有重要的意义和价值，实现汽轮机主蒸汽管道位移实时在线监测，指导运行人员进行设备检修和维护，实现实时监测汽轮机汽缸稳定性，保障机组安全运行。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本实施方式所述的一种基于汽轮机主蒸汽管道位移的在线监测分析系统，包括位移传感器、倾角传感器、无线数据采集模块、终端上位机；位移传感器，用于采集作用在主蒸汽管道上的被测架体在沿X、Y和Z方向上的位移值；倾角传感器，用于采集作用在主蒸汽管道上的被测架体在沿X、Y和Z方向上的倾角值；无线数据采集模块，用于接收位移传感器采集的位移值和倾角传感器采集的倾角值，并上传至终端上位机；终端上位机，用于根据采集的被测架体的位移值，确定被测架体的故障情况；还用于根据采集的被测架体的位移值和倾角值，获得主蒸汽管道与气缸接口处的力和力矩的大小，从而确定与主蒸汽管道连接的气缸的稳定性。本实施方式中，通过实时采集作用在主蒸汽管道上的被测架体的位移和倾角变化量，分析主蒸汽管道整体变形状态；实时在线监测位移变化值，判定分析被测架体是否故障；根据监测位移变化值及初始安装值，计算出管道与汽缸接口处接口力和力矩，实现与主蒸汽管道连接的汽缸稳定性在线评估；对于保障管道和汽轮机组的安全稳定运行具有重要的意义和价值，实现汽轮机主蒸汽管道位移实时在线监测，指导运行人员进行设备检修和维护。实现实时监测汽轮机汽缸稳定性，保障机组安全运行。进一步的，所述的被测架体为固定支架、吊架或限位支架。本实施方式中，通过对固定支架、吊架或限位支架的位移和倾角值进行检测，则可对主蒸汽管道及与主蒸汽管道连接的气缸进行监测。更进一步的，终端上位机，用于根据采集的被测架体的位移值，确定被测架体的故障情况的具体实现方式为：终端上位机内存储有作用在主蒸汽管道上的被测架体的理论位移阈值；终端上位机将采集的被测架体的位移值与被测架体的理论位移值比较，当采集的位移值超出理论位移阈值的范围时，则判断被测架体故障，当采集的位移值未超出理论位移阈值的范围时，则判断被测架体非故障。本优选实施方式中，当被测架体为固定支架或吊架，确定被测架体存在的故障情况时，故障为固定支架或吊架卡涩，此时，可确定蒸汽在进入主蒸汽管道后，由于热膨胀及边界约束引起管道位移发生变化，使得固定支架或吊架卡涩，当被测架体为限位支架，确定限位支架存在的故障情况时，故障为限位失效。更进一步的，终端上位机根据采集的被测架体的位移值和倾角值，获得主蒸汽管道与气缸接口处的力和力矩的大小，从而确定与主蒸汽管道连接的气缸的稳定性的具体过程为：终端上位机内存储有作用在主蒸汽管道上的被测架体的理论位移阈值和理论倾角阈值，并根据被测架体的理论位移阈值和理论倾角阈值，获得气缸接口处的理论作用力的阈值和理论力矩阈值；终端上位机还用于根据采集的被测架体的位移值和倾角值，获得主蒸汽管道与气缸接口处的力和力矩的大小，将获得的主蒸汽管道与气缸接口处的力和力矩分别与理论作用力的阈值和理论力矩阈值分别比较，只有当获得的主蒸汽管道与气缸接口处的力未超出理论作用力的阈值、且主蒸汽管道与气缸接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于汽轮机主蒸汽管道位移的在线监测分析系统，其特征在于，包括位移传感器、倾角传感器、无线数据采集模块、终端上位机；/n位移传感器，用于采集作用在主蒸汽管道上的被测架体在沿X、Y和Z方向上的位移值；/n倾角传感器，用于采集作用在主蒸汽管道上的被测架体在沿X、Y和Z方向上的倾角值；/n无线数据采集模块，用于接收位移传感器采集的位移值和倾角传感器采集的倾角值，并上传至终端上位机；/n终端上位机，用于根据采集的被测架体的位移值，确定被测架体的故障情况；还用于根据采集的被测架体的位移值和倾角值，获得主蒸汽管道与气缸接口处的力和力矩的大小，从而确定与主蒸汽管道连接的气缸的稳定性。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于汽轮机主蒸汽管道位移的在线监测分析系统，其特征在于，包括位移传感器、倾角传感器、无线数据采集模块、终端上位机；
位移传感器，用于采集作用在主蒸汽管道上的被测架体在沿X、Y和Z方向上的位移值；
倾角传感器，用于采集作用在主蒸汽管道上的被测架体在沿X、Y和Z方向上的倾角值；
无线数据采集模块，用于接收位移传感器采集的位移值和倾角传感器采集的倾角值，并上传至终端上位机；
终端上位机，用于根据采集的被测架体的位移值，确定被测架体的故障情况；还用于根据采集的被测架体的位移值和倾角值，获得主蒸汽管道与气缸接口处的力和力矩的大小，从而确定与主蒸汽管道连接的气缸的稳定性。


2.根据权利要求1所述的一种基于汽轮机主蒸汽管道位移的在线监测分析系统，其特征在于，
所述的被测架体为固定支架、吊架或限位支架。


3.根据权利要求1所述的一种基于汽轮机主蒸汽管道位移的在线监测分析系统，其特征在于，终端上位机，用于根据采集的被测架体的位移值，确定被测架体的故障情况的具体实现方式为：
终端上位机内存储有作用在主蒸汽管道上的被测架体的理论位移阈值；
终端上位机将采集的被测架体的位移值与被测架体的理论位移值比较，当...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑宏伟，初世明，宋为平，魏红阳，盛显伟，杨国栋，赵建立，李光磊，尉坤，张玥，
申请(专利权)人：哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，
类型：发明
国别省市：黑龙;23