一种水轮机活动导叶端面间隙在线监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种水轮机活动导叶端面间隙在线监测系统，包括活动导叶，活动导叶的上、下轴颈安装于顶盖与底环之间，连板与拐臂通过剪断销连接固定，导叶端盖通过连接螺栓与拐臂固定，导叶压紧螺栓、导叶提升螺栓安装于导叶端盖的安装螺孔上；压力敏感元件设置在活动导叶的上轴径与导叶端盖之间的间隙内，活动导叶上浮或下沉位移导致的压力变化，压力敏感元件将压力变化值转化为mV级电压变化，经电气放大输出元器件输出标准信号模拟量信号，传送至监测系统。本能实用新型专利技术能对因活动导叶轴向位移引起顶盖、底环磨损，实时监测位移量并进行趋势分析、状态预警。状态预警。状态预警。

【技术实现步骤摘要】
一种水轮机活动导叶端面间隙在线监测系统


[0001]本技术涉及水轮发电机组在线监测、状态检修
，尤其是涉及水轮机活动导叶端面间隙在线监测系统。

技术介绍

[0002]水电站水轮发电机组通过改变活动导叶开度，调节通过转轮水流量，实现机组有功调节。活动导叶为翼型截面，配置上、中、下轴颈，导叶下轴颈安装在底环，上、中轴颈于顶盖上下环面接触，活动导叶沿自身轴线旋转，改变导叶开度。水轮发电机组发电运行时，导叶受水流浮力影响，会有一定程度的上浮，导叶上端部提升螺栓如果松动会导致导叶沿轴线下沉。导叶端面间隙调整不当、长期运行磨损等因素会导致导叶倾斜，增大机组漏水量，甚至引起导叶与顶盖、底环摩擦。目前只有水轮机在检修时，排空蜗壳积水，打开蜗壳进人门后，才能测量、调整、复核导叶断面间隙，不能实时监测及开展趋势分析工作。机组运行时，若需要调整导叶端面间隙，难以确定调整数值且不能保证调整结果。
[0003]另有中国专利公告号为CN205618286U，于2016年10月5日公开了一种水电厂用水轮机导叶受阻监测装置，该监测装置包括用于供电的电源模块、用于监测导叶受阻的剪断销信号器、用来监测剪断销信号器状态的继电器；所述的电源模块的正负极接继电器的正负极，继电器线圈串联多个剪断销信号器，继电器常开接点K2经端子排接可编程控制器的输入端，可编程控制器的输出端连接光纤收发器，光纤收发器通过交换机连接上位机。上述技术不能解决活动导叶端面间隙调整不当发生上下移动，长期运行磨损等因素会导致导叶倾斜，增大机组漏水量，甚至引起导叶与顶盖、底环摩擦的问题。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的缺陷，本技术提供了一种水轮机活动导叶端面间隙在线监测系统，实现活动导叶上浮、下沉、倾斜量实时监测，可将采集的实时运行数据接入水电站已有的水轮发电机组在线监测系统或机组监控系统或配置专用服务器，不仅实时监测导叶端面间隙值、诊断发展趋势，还可在机组检修时用于测量、调整、复核导叶端面间隙。
[0005]为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：
[0006]一种水轮机活动导叶端面间隙在线监测系统，包括活动导叶，活动导叶的上、下轴颈安装于顶盖与底环之间，连板与拐臂通过剪断销连接固定，导叶端盖通过连接螺栓与拐臂固定，导叶压紧螺栓、导叶提升螺栓安装于导叶端盖的安装螺孔上；其特征在于：还包括压力敏感元件，所述压力敏感元件设置在活动导叶的上轴径与导叶端盖之间的间隙内，活动导叶上浮或下沉位移导致的压力变化，压力敏感元件将压力变化值转化为mV级电压变化，经电气放大输出元器件输出标准信号模拟量信号，传送至监测系统。监测系统为在线监测系统或现地控制单元或专用服务器。供水电站运行维护人员检测。压力敏感元件具有经济性好、体积小特点，采用DC24V供电，测量范围0～350kPa,采用不锈钢316L壳体，根据不同机组结构、形式、尺寸，精确定位导叶位移零位、限值。
[0007]进一步的，所述的压力敏感元件为两个，两个压力敏感元件对称的设置在活动导叶的上轴径与导叶端盖之间的间隙内。
[0008]本技术具有以下优点：
[0009]1、本技术设计新颖、结构合理，以水轮机活动导叶和导水机构典型结构为基础，充分利用设备特性，安装方便、配置灵活，改造工程量较小。
[0010]2、本技术运用广泛，可根据水轮机活动导叶和导水机构结构尺寸、安装方式，选用不同型号压敏元件套装。
[0011]3、本技术应用前景广阔，主要应用于水轮机活动导叶端面间隙在线监测，对因活动导叶轴向位移引起顶盖、底环磨损，实时监测位移量并进行趋势分析、状态预警，符合水电行业状态检修发展趋势。
[0012]4、本技术成本低廉，所采用元器件、设备均为成熟产品或易于采购、加工、制作，实现了水轮机活动导叶端面间隙低成本的高精度测量、监测、分析、预警。
附图说明
[0013]图1为本技术在水轮机活动导叶机构安装方式示意图。
[0014]图2为图1的S1局部放大图。
[0015]图3为本技术系统原理示意图。
[0016]图中标记：1、活动导叶，2、底环，3、顶盖，4、套筒，5、拐臂，6、剪断销，7、连板，8、连接螺栓，9、导叶压紧螺栓，10、导叶提升螺栓，11、圆柱销，12、压力敏感元件，13、导叶端盖。
具体实施方式
[0017]下面结合附图对本技术作进一步阐述，但本技术并不限于以下实施例，所述方法如无特别说明均为常规方法，所述材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。
[0018]一种水轮机活动导叶端面间隙在线监测系统，系统压力敏感元件在水轮机导水机构安装方式如图1、图2所示，其工作原理如图3所示，水轮机导水机构工作方式：活动导叶1的上、下轴颈安装于顶盖3、底环2之间，顶盖3通过套筒4套接在活动导叶1的上轴颈上，连板7与拐臂5通过剪断销6连接固定，拐臂5通过圆柱销11将转矩传递给活动导叶，实现活动导叶1开启或关闭，导叶端盖13通过连接螺栓8与拐臂5固定，导叶压紧螺栓9、导叶提升螺栓10安装于导叶端盖13的安装螺孔上；调整导叶端面间隙时，导叶提升螺栓10用于将导叶提升至适当高度、防止导叶下沉，导叶压紧螺栓9防止导叶上浮。压力敏感元件12安装于活动导叶1上轴颈与导叶端盖13间的空间，测量活动导叶1上浮或下沉位移导致的压力变化，将压力变化值转化为mV级电压变化，经电气放大输出元器件输出标准模拟量信号，上送至监测系统，再将模拟量计算为活动导叶1上浮或下沉量，实现导叶端面间隙实时监测。监测系统根据实时监测结果，发出报警、故障信号和报文，提示水电站运行人员开展活动导叶运行状态数据确认、分析，结合活动导叶端面在线监测数据和分析结果与水轮发电机组电气量、非电气量监测数据综合研判，作为水轮发电机组状态检修决策依据。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水轮机活动导叶端面间隙在线监测系统，包括活动导叶(1)，活动导叶(1)的上、下轴颈安装于顶盖(3)与底环(2)之间，连板(7)与拐臂(5)通过剪断销(6)连接固定，导叶端盖(13)通过连接螺栓(8)与拐臂(5)固定，导叶压紧螺栓(9)、导叶提升螺栓(10)安装于导叶端盖(13)的安装螺孔上；其特征在于：还包括压力敏感元件(12)，所述压力敏感元件(12)设置在活动导叶(1)的上轴颈与导叶端盖(13)之间的间隙内，活动导叶(1)上浮或下沉位移导致的压力变...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘牵，陈鑫，胡涛，王现锋，何沐星，王松林，马大海，刘德翼，李赞江，黄锐，
申请(专利权)人：华能西藏雅鲁藏布江水电开发投资有限公司，
类型：新型
国别省市：