包括传动系统、齿轮箱和发电机的旋转机械的损害和剩余使用寿命的确定技术方案

包括传动系统、齿轮箱和发电机的旋转机械的损害和剩余使用寿命的确定。一种用于预测风力或水力涡轮机或其组件的剩余使用寿命的方法在步骤(116)确定针对涡轮机或组件的损害并且在步骤(118)将其与在步骤(114)所获得的预设损害极限值进行比较。该方法提供了一个简单方式以估计剩余使用寿命，为涡轮机操作者给出对管理下的涡轮机或发电厂的状态的指示。对管理下的涡轮机或发电厂的状态的指示。对管理下的涡轮机或发电厂的状态的指示。

【技术实现步骤摘要】
包括传动系统、齿轮箱和发电机的旋转机械的损害和剩余使用寿命的确定
[0001]本申请是申请日为2012年5月21日、专利技术名称为“包括传动系统、齿轮箱和发电机的旋转机械的损害和剩余使用寿命的确定”的进入中国国家阶段的专利技术专利申请第201280024307.4号的分案申请。


[0002]本专利技术涉及一种用于确定包括传动系统、齿轮箱以及发电机的旋转机械的损害和剩余使用寿命的方法。特别地，涉及用于确定风力和水力涡轮机及其组件的剩余使用寿命并使用这些数据来操作和管理涡轮机装置的方法。该方法涉及针对该机械的累积损害并将其与预设损害极限值比较。这里损害是该传动系统、齿轮箱或发电机的机械或电子组件的恶化状态的测量。一旦组件达到了100％损害，该组件已经故障并且不再适合于使用。例如轴承滚道上的大范围剥落、齿轮齿开裂或者短路的绕组将需要更换损害了的组件。一旦累积的损害被计算出来，可以将其与预设损害极限值相比较并且能够估计出剩余使用寿命。

技术介绍

[0003]虽然风力涡轮机齿轮箱的设计寿命通常超过20年，然而风力涡轮机齿轮箱在四到五年内发生故障并不鲜见。这是因为损害演进计算程序是基于假定的运行配置，而在运行中，实际的配置可能非常不同。
[0004]监测与风力或水力涡轮机或其组件相关的运行参数，并确定何时这些参数移到操作窗口外，可能表明需要某种维护或调查。被监测的运行参数可以包括润滑温度、润滑磨屑、振动以及功率输出。
[0005]振动通常由状态监测系统所测量。一般来说，相比基准的大的振动表示损害。
>[0006]振动分析通常依赖于由传感器所提供的测量超过预定的阈值，如果阈值被设置得太低其容易出现假警报。阈值水平不一定是恒定的并可能会随频率(及因此的速度)发生变化。冲击和外来振动的存在意味着该阈值水平必须被设置得足够高以最小化假警报的风险。此外，该阈值必须足够高以避免传感器性能由在其生命周期内可能发生的“蠕变(creep)”所造成的任何负面影响。此外，与故障或损害相关的振动和那些不表明故障或损害的振动之间没有区别。
[0007]在运行期间发展的诸如转子的不平衡之类的故障可以在轴承上产生负荷，超过预期的负荷导致其设计寿命的减少。早期故障，诸如不平衡，可以从振动特征的分析中被检测到。这给出了不平衡的幅值，并且由不平衡导致的激振力是不平衡的幅值和速度的平方的函数。由故障导致的激振力因而可以从现场工作状态被计算并被用来计算单个组件的负载。与假定的运行配置的偏差可以通过使用通用风力模拟模型来确定涡轮机轴的负载而解决，其允许单独的组件基于现场工作状态的负载被计算。结合这些给出在每个组件中的总负载，其可以被用来评估单独的组件的损害和齿轮箱的损害。
[0008]然而，风力模拟模型中的缺点意味着在涡轮机轴的负载可能并不可靠或准确地被
确定。

技术实现思路

[0009]根据第一个方面，本专利技术提供了一种用于确定一个或多个旋转机械或其组件的损害的方法，该方法包括步骤：提供与一个或多个工作状态相关的数据；提供与该一个或多个工作状态相关的一个或多个损害系数；以及根据该一个或多个工作状态和该一个或多个损害系数计算该损害。
[0010]优选地，该旋转机械包括传动系统、发电机、齿轮箱、风力涡轮机或水力涡轮机。
[0011]优选地，该损害是损害，包括附加步骤：计算在所有工作状态期间针对每个工作状态的该损害的和。
[0012]优选地，该提供一个或多个损害系数的步骤包括步骤：确定在额定工作状态下和在相同期间的该一个或多个工作状态下的损害；以及根据该在额定状态下的该损害和在该一个或多个工作状态下的该损害计算该一个或多个损害系数。
[0013]优选地，该提供数据的步骤包括提供与一个或多个稳态工作状态相关的数据。优选地，该提供数据的步骤包括提供与一个或多个瞬态工作状态相关的数据。优选地，提供数据的步骤包括提供历史数据。优选地，该提供数据的步骤包括收集来自一个或多个监测该一个或多个工作状态的传感器的数据。优选地，该提供数据的步骤包括提供来自状态监测系统的数据。
[0014]优选地，该提供一个或多个损害系数的步骤包括提供与一个或多个稳态工作状态相关的一个或多个损害系数。优选地，该提供一个或多个损害系数的步骤包括提供与一个或多个瞬态工作状态相关的一个或多个损害系数。
[0015]也公开了一种用于预测旋转机械或其组件的剩余使用寿命的方法，该方法包括步骤：获得针对该旋转机械或其组件的损害极限值以及相应的寿命；根据以上公开的方法确定针对该旋转机械或其组件的损害；以及从该损害极限值、该相应的寿命和该损害确定该剩余使用寿命。
[0016]优选地，该调查实际损害的步骤选自包括下列组分的组：使用内窥镜、执行振动分析以及执行润滑分析。
[0017]也公开了一种用于识别风力涡轮机或其组件以维护的方法，该方法包括步骤：根据以上所述的方法确定所述旋转机械或其组件的损害；分析针对该风力涡轮机或其组件的工作数据；以及将该工作数据和与该损害值相关的阈值进行比较。
[0018]优选地，该工作数据是振动数据。
[0019]优选地，识别风力涡轮机或其组件以维护包括识别其中该工作数据大于该阀值的风力涡轮机或其组件。
[0020]也公开了一种用于针对风力或水力涡轮机或其组件计算损害权重因子的方法，该方法包括步骤：评估在额定工作状况下和多个现场工作状况下的该风力或水力涡轮机或其组件的损害；从在额定状态下的该预期寿命和在该多个现场工作状态下引起的该预期寿命中计算该权重因子；其中该评估损害的步骤包括该提供所述风力或水力涡轮机或其组件的信息的步骤。
[0021]优选地，该提供信息的步骤包括提供一个或多个选自下列组的模型，该组包括：该
齿轮箱、传动系统和/或发电机的标称模型；针对该特定的齿轮箱、传动系统和/或发电机所独有的模型，包括该齿轮箱、传动系统和/或发电机的一个或多个组件的一个或多个制造变化的信息；全耦合有限元模型，包括针对该齿轮箱、传动系统和/或发电机所独有的具有六个自由度的节点；以及一个或多个元模型，其中该一个或多个元模型针对该一个或多个组件的每一个是特定的。
[0022]优选地，该损害系数或权重因子是在额定工作状态下的该预期寿命和在现场工作状态下的预期寿命的函数。优选地，该损害系数或权重因子是在额定工作状态下的预期寿命与在现场工作状态下的预期寿命的比率的函数。优选地，该损害系数或权重因子是在额定工作状态下的预期寿命与在现场工作状态下的损害的比率。
[0023]也公开了一种计算机可读产品，包括被设计用于实施根据以上所公开的任何一种方法的步骤的代码装置。
[0024]还公开了一种计算机系统，包括被设计用于实施根据以上所公开的任何一种方法的步骤的装置。
附图说明
[0025]本专利技术现将仅通过示例的方式，参考所附附图进行描述，其中：
[0026]图1示出了用于预测风力或水力涡轮机或其组件的累积损害和剩余使用寿命的流程图；
[0027]图2示出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于确定旋转机械或其组件的损害的方法，其中所述旋转机械包括齿轮箱，所述方法包括步骤：通过以下来计算一个或多个损害系数：确定在额定工作状态下的损害，并且确定在相同持续时间的一个或多个现场工作状态下的损害，其中确定在现场工作状态下的损害包括：通过监测一个或多个状态监测传感器的输出，监测作用在所述齿轮箱上的一个或多个负载，所述一个或多个状态监测传感器被放置在所述齿轮箱之中或之上的预定位置处；以及基于所述输出，使用元模型计算由所述一个或多个负载引起的损害，所述元模型通过在齿轮箱工作开始之前从齿轮箱模型中获得多个数据采样、以及使用响应曲面法确定基本趋势来构建，其中所述一个或多个损害系数是在额定工作状态下的所述损害和在相同持续时间的所述一个或多个现场工作状态下的所述损害的函数；提供与一个或多个工作状态相关的数据；根据所述一个或多个工作状态和与所述一个或多个工作状态对应的所述一个或多个损害系数来确定损害；确定针对旋转机械或其组件的损害极限值以及相应的寿命；从所述损害极限值、所述相应的寿命和累积的损害确定剩余使用寿命；以及基于所确定的剩余使用寿命确定翻新极限值。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述损害是累积的损害，所述累积的损害被计算为在所有现场工作状态期间每个现场工作状态的所述损害之和。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述相应的寿命是导致损害的量等于所述损害极限值的工作持续时间。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述一个或多个损害系数是在额定工作状态下的损害与在所述相同持续时间的所述一个或多个现场...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：因赛特分析解决方案控股有限公司，
类型：发明
国别省市：