一种汽轮机寿命预测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种汽轮机寿命预测方法及系统，方法包括：确定汽轮机轴系的应力分布；利用三个位移传感器确定轴心轨迹；根据所述汽轮机轴系的应力分布与所述轴心轨迹确定疲劳损耗和蠕变损耗；根据所述疲劳损耗和所述蠕变损耗确定总损耗；根据所述总损耗预测汽轮机的寿命。本发明专利技术综合考虑了汽轮机轴系的应力以及轴心轨迹的变化来对汽轮机的寿命进行预测，提高了汽轮机寿命预测的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种汽轮机寿命预测方法及系统
本专利技术涉及寿命预测
，特别是涉及一种汽轮机寿命预测方法及系统。
技术介绍
汽轮机启停过程中，同时存在着蠕变与疲劳作用，这两种作用并不是单独作用于材料上，而是通过一种耦合的情况对汽轮机的寿命产生影响。应力、应变、位移等信息均可以作为寿命计算的依据，提出可能发生疲劳损伤的关键部位，形成应力、应变谱，作为处理低周疲劳寿命损耗的基础。然而现有对汽轮机进行寿命预测的方法仅仅考虑了应力，完全没有考虑轴心轨迹的变化，因此存在汽轮机寿命预测精度低的问题。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的是提供一种汽轮机寿命预测方法及系统，以提高预测的准确性。为实现上述目的，本专利技术提供了一种汽轮机寿命预测方法，所述方法包括：步骤S1：确定汽轮机轴系的应力分布；步骤S2：利用三个位移传感器确定轴心轨迹；步骤S3：根据所述汽轮机轴系的应力分布与所述轴心轨迹确定疲劳损耗和蠕变损耗；步骤S4：根据所述疲劳损耗和所述蠕变损耗确定总损耗；步骤S5：根据所述总损耗预测汽轮机的寿命。可选地，所述确定汽轮机轴系的应力分布，具体包括：步骤S11：定义边界条件；步骤S12：利用有限元分析软件和所述边界条件确定载荷参数；步骤S13：利用所述载荷参数计算平均应力；步骤S14：根据材质确定应力集中系数；步骤S15：根据所述应力集中系数和所述平均应力确定汽轮机轴系的应力分布。可选地，所述利用三个位移传感器确定轴心轨迹，具体包括：步骤S21：采用三个位移传感器检测轴系与传感器间的间隙变化；步骤S22：根据所述隙变化确定轴心轨迹。可选地，所述载荷参数包括压力载荷、约束载荷、旋转载荷和温度载荷。可选地，所述应力集中系数包括几何应力集中系数和温度集中系数。本专利技术还提供了一种汽轮机寿命预测系统，所述系统包括：应力分布确定模块，用于确定汽轮机轴系的应力分布；轴心轨迹确定模块，用于利用三个位移传感器确定轴心轨迹；损耗确定模块，用于根据所述汽轮机轴系的应力分布与所述轴心轨迹确定疲劳损耗和蠕变损耗；总损耗确定模块，用于根据所述疲劳损耗和所述蠕变损耗确定总损耗；寿命预测模块，用于根据所述总损耗预测汽轮机的寿命。可选地，所述应力分布确定模块，具体包括：条件定义单元，用于定义边界条件；载荷参数确定单元，用于利用有限元分析软件和所述边界条件确定载荷参数；平均应力计算单元，用于利用所述载荷参数计算平均应力；应力集中系数确定单元，用于根据材质确定应力集中系数；应力分布确定单元，用于根据所述应力集中系数和所述平均应力确定汽轮机轴系的应力分布。可选地，所述轴心轨迹确定模块，具体包括：间隙变化确定单元，用于采用三个位移传感器检测轴系与传感器间的间隙变化；轴心轨迹确定单元，用于根据所述隙变化确定轴心轨迹。可选地，所述载荷参数包括压力载荷、约束载荷、旋转载荷和温度载荷。可选地，所述应力集中系数包括几何应力集中系数和温度集中系数。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术公开一种汽轮机寿命预测方法及系统，方法包括：确定汽轮机轴系的应力分布；利用三个位移传感器确定轴心轨迹；根据所述汽轮机轴系的应力分布与所述轴心轨迹确定疲劳损耗和蠕变损耗；根据所述疲劳损耗和所述蠕变损耗确定总损耗；根据所述总损耗预测汽轮机的寿命。本专利技术综合考虑了汽轮机轴系的应力以及轴心轨迹的变化来对汽轮机的寿命进行预测，提高了汽轮机寿命预测的准确性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1汽轮机寿命预测方法流程图；图2为本专利技术实施例2汽轮机寿命预测系统结构图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种汽轮机寿命预测方法及系统，以提高预测的准确性。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1如图1所示，本专利技术公开一种汽轮机寿命预测方法，所述方法包括：步骤S1：确定汽轮机轴系的应力分布。步骤S2：利用三个位移传感器确定轴心轨迹。步骤S3：根据所述汽轮机轴系的应力分布与所述轴心轨迹确定疲劳损耗和蠕变损耗。步骤S4：根据所述疲劳损耗和所述蠕变损耗确定总损耗。步骤S5：根据所述总损耗预测汽轮机的寿命。下面对各个步骤进行详细论述：步骤S1：确定汽轮机轴系的应力分布，具体包括：步骤S11：定义边界条件。步骤S12：利用有限元分析软件和所述边界条件确定载荷参数；所述载荷参数包括压力载荷、约束载荷、旋转载荷和温度载荷。压力载荷：对于压力容器内所有与蒸汽相接触的表面都应计算压力载荷。约束载荷：若两个零部件相接触，为保持相对静止，接触面会产生一个约束载荷，载荷大小需根据实际载荷值确定。旋转载荷：汽轮机内部旋转部件，会产生一个离心应力，该应力与转速的平方成正比。温度载荷：汽轮机启停及变负荷过程中，由于温度的不均匀分布会产生一个热应力，该应力大小与温度梯度分布相关。步骤S13：利用所述载荷参数计算平均应力。步骤S14：根据材质确定应力集中系数；所述应力集中系数包括几何应力集中系数和温度集中系数。步骤S15：根据所述应力集中系数和所述平均应力确定汽轮机轴系的应力分布。步骤S2：所述利用三个位移传感器确定轴心轨迹，具体包括：步骤S21：采用三个位移传感器检测轴系与传感器间的间隙变化。步骤S22：根据所述隙变化确定轴心轨迹。实施例2如图2所示，本专利技术还提供了一种汽轮机寿命预测系统，所述系统包括：应力分布确定模块1，用于确定汽轮机轴系的应力分布。轴心轨迹确定模块2，用于利用三个位移传感器确定轴心轨迹。损耗确定模块3，用于根据所述汽轮机轴系的应力分布与所述轴心轨迹确定疲劳损耗和蠕变损耗。总损耗确定模块4，用于根据所述疲劳损耗和所述蠕变损耗确定总损耗。寿命预测模块5，用于根据所述总损耗预测汽轮机的寿命。下面对各个模块进行详细论述：作为一种实施方式，本专利技术所述应力分布确定模块1，具体包括：条件定义单元，用于定义本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽轮机寿命预测方法，其特征在于，所述方法包括：/n步骤S1：确定汽轮机轴系的应力分布；/n步骤S2：利用三个位移传感器确定轴心轨迹；/n步骤S3：根据所述汽轮机轴系的应力分布与所述轴心轨迹确定疲劳损耗和蠕变损耗；/n步骤S4：根据所述疲劳损耗和所述蠕变损耗确定总损耗；/n步骤S5：根据所述总损耗预测汽轮机的寿命。/n

【技术特征摘要】
1.一种汽轮机寿命预测方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S1：确定汽轮机轴系的应力分布；
步骤S2：利用三个位移传感器确定轴心轨迹；
步骤S3：根据所述汽轮机轴系的应力分布与所述轴心轨迹确定疲劳损耗和蠕变损耗；
步骤S4：根据所述疲劳损耗和所述蠕变损耗确定总损耗；
步骤S5：根据所述总损耗预测汽轮机的寿命。


2.根据权利要求1所述的汽轮机寿命预测方法，其特征在于，所述确定汽轮机轴系的应力分布，具体包括：
步骤S11：定义边界条件；
步骤S12：利用有限元分析软件和所述边界条件确定载荷参数；
步骤S13：利用所述载荷参数计算平均应力；
步骤S14：根据材质确定应力集中系数；
步骤S15：根据所述应力集中系数和所述平均应力确定汽轮机轴系的应力分布。


3.根据权利要求1所述的汽轮机寿命预测方法，其特征在于，所述利用三个位移传感器确定轴心轨迹，具体包括：
步骤S21：采用三个位移传感器检测轴系与传感器间的间隙变化；
步骤S22：根据所述隙变化确定轴心轨迹。


4.根据权利要求2所述的汽轮机寿命预测方法，其特征在于，所述载荷参数包括压力载荷、约束载荷、旋转载荷和温度载荷。


5.根据权利要求2所述的汽轮机寿命预测方法，其特征在于，所述应力集中系数包括几何应力集中系数和温度集中系数。


6.一种汽轮机寿命预测系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李云鹏，徐德勤，王越，叶鹏飞，李扬，吕波，林森，武伟，徐仁博，
申请(专利权)人：华能国际电力股份有限公司大连电厂，北京必可测科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21