本發(fā)明涉及汽輪機實時狀態(tài)檢測技術領域，特別是涉及一種汽輪機大軸彎曲檢測方法。

背景技術：

汽輪機是火力發(fā)電廠的主要設備之一，其重要性不言而喻。汽輪機大軸彎曲事故，一直是汽輪發(fā)電機組惡性事故中最突出的一種。大軸彎曲事故一旦發(fā)生，輕則汽輪機振動增大，動靜部分發(fā)生摩擦，重則發(fā)生軸系斷裂，軸瓦燒毀事故，不僅增加機組的非計劃停運時間，造成重大經濟損失，更嚴重威脅人和設備的安全。國內外均發(fā)生過多起大軸彎曲事故，如1998年朝陽發(fā)電廠1號機大軸彎曲事故，1999年華能汕頭電廠2號汽輪機高壓轉子彎曲事故，均造成了重大的經濟損失和嚴重的社會影響。也曾有過汽輪機在大修過程中也曾發(fā)現高中壓轉子發(fā)生輕微彎曲，由于未能在大修前及時發(fā)現，因此導致大修工期被延長，轉子返廠進行處理，造成了不必要的經濟損失。

為避免大軸彎曲造成嚴重的安全事故，如何及時有效的發(fā)現大軸開始發(fā)生彎曲則變得至關重要。目前行業(yè)內判斷大軸彎曲的方法主要還依賴于對盤車狀態(tài)下轉子晃動值的測量以及盤車電流的變化，并結合機組運行時的振動情況來判斷大軸是否發(fā)生彎曲。這種常規(guī)的判斷大軸彎曲的方法，雖然比較準確，但是也存在著一些弊端。如果機組運行時振動值并未超限，停機惰走時間也并未明顯縮短，盤車也能順利投運，則很容易使得運行人員放松警惕，忽略對大軸彎曲度判斷。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的是提種汽輪機大軸彎曲檢測方法,用于在檢測汽輪機的大軸是否發(fā)生彎曲問題時提供有效的依據。

本發(fā)明為達到上述目的，采用的技術方案是：

一種汽輪機大軸彎曲檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

s10對汽輪機進行監(jiān)測,獲取機組啟動和停機過程中的監(jiān)控數據；

s20根據監(jiān)控數據，生成機組啟動和停機過程中軸系振動隨轉速變化的波德圖；

s30預設的第二檢測閾值，用于對比軸系啟動過程中的隨轉速而變化的振動值，若超過第二檢測閾值則判大軸發(fā)生彎曲，若沒有則轉入步驟s40；

s40預設的第三檢測閾值，對比軸系本次啟停機的隨轉速而變化的波德圖，若超過第三檢測閾值則判大軸發(fā)生彎曲。

進一步地，步驟s10中通過振動檢測系統(tǒng)對汽輪機進行振動監(jiān)測。

進一步地，所述第二檢測閾值為預設轉速100r/min及以下時軸系的振動閾值。

進一步地，所述步驟s30包括根據轉速100r/min及以下時軸系的振動值與第二檢測閾值進行對比，并與過往啟停機相比該轉速區(qū)域內各測點振動明顯增大，則判斷發(fā)生了彎曲。

進一步地，所述第三檢測閾值為軸系轉速在100r/min時的振動閾值，所述步驟s40停機時，振動值并未快速下降，過臨界轉速時振動達最大峰值，轉速繼續(xù)下降至100r/min時各測點軸振并未按預期的結果下降至較低值，而是維持在40um及以上，則判大軸發(fā)生彎曲。

進一步地，所述步驟s40包還括以下判斷步驟：將本次的啟機波德圖與本次停機波德圖繪進行對比，發(fā)現停機幅頻線明顯在啟機幅頻線上方則判大軸發(fā)生彎曲。

進一步地，所述步驟s40還包括以下判斷步驟：過臨界時振動峰值遠遠大于啟機過臨界振動峰值；對比低轉速區(qū)，停機時振動幅值明顯大于啟機時對應轉速的振動幅值，則判大軸發(fā)生彎曲。

進一步地，還包括，每次啟機前在盤車狀態(tài)下測量汽輪機大軸的晃動度，并存儲該數據，并將當前晃動度與以往記錄的晃動度對比，若大于等于預設的第一檢測閾值，則判斷為大軸發(fā)生了彎曲，若沒有則轉入步驟s10。

進一步地，所述第一檢測閾值為預設的汽輪機盤車狀態(tài)下大軸晃動度遞增值。

進一步地，還包括轉子靜止后，投入盤車運行，記錄盤車電流，測量大軸的晃動度。如果盤車電流較正常值異常增大，有較大擺動，且大軸晃動度較大，則判大軸發(fā)生彎曲，需采取連續(xù)盤車的措施減少和消除彎曲，若連續(xù)盤車4小時，大軸晃動度下降至正常值，盤車電流也恢復正常，則大軸彎曲為熱彎曲，否則大軸發(fā)生了永久性彎曲。

與已有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

1、應用了汽輪機在線振動監(jiān)測與分析系統(tǒng)，綜合振動頻譜分析、機組振動通頻值、盤車電流、大軸晃動度等手段，可以實現有效的提高判斷大軸彎曲準確度的功能。

2、所提供的判斷轉子彎曲的方法更具有實際意義，以機組振動指標來衡量大軸彎曲度，判斷大軸彎曲的嚴重程度。

3、本發(fā)明所提供的方法將啟機和停機波德圖繪制在同一個坐標系中，通過對比啟機和停機的波德圖，可以非常直觀的提供有效判斷轉子是否發(fā)生彎曲的判斷依據。

4、本發(fā)明所提供的判斷大軸彎曲的方法更加及時，在轉子惰走過程中即可有效的判斷是否已經發(fā)生彎曲，以便盡快采取相應措施消除熱彎曲，以防止處理不及時，發(fā)展成永久性彎曲，造成嚴重的后果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施流程示意圖；

圖2為本發(fā)明大軸發(fā)生彎曲時啟停機監(jiān)控示意圖；

圖3為本發(fā)明正常啟停機監(jiān)控示意圖；

圖4為本發(fā)明實施流程示意圖2

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。應當理解，此處所描述的具體實施僅用于解釋發(fā)明，并不用于限定實用新。

為實現上述要求，并解決技術問題，如圖1所示，本發(fā)明所采用的判斷汽輪機大軸彎曲的方法采用在線振動監(jiān)測與分析系統(tǒng)對汽輪機進行振動監(jiān)測，記錄機組啟動和停機過程中振動隨轉速變化曲線；在同一坐標系中繪制出啟停機的波德圖，如圖2、3所示，其中圖2、3中所標示的升速曲線為啟機過程中軸系振動隨轉速變化的波德圖，降速曲線則表示停機過程中軸系振動隨轉速變化的波德圖，通過對比啟停機的波德圖，并結合啟機前和停機后的大軸晃度值的變化，判斷大軸是否發(fā)生彎曲。

如圖4所示，提供一種汽輪機大軸彎曲檢測方法，包括以下步驟：

s10對汽輪機進行監(jiān)測,獲取機組啟動和停機過程中的監(jiān)控數據；

其中，監(jiān)控數據包括軸系振動隨轉速變化的數據，大軸晃動度等數據。

s20根據監(jiān)控數據，生成機組啟動和停機過程中軸系振動隨轉速變化的波德圖；

s30預設的第二檢測閾值，用于對比軸系啟動過程中的隨轉速而變化的振動值，若超過第二檢測閾值則判大軸發(fā)生彎曲，若沒有則轉入步驟s40；

s40預設的第三檢測閾值，對比軸系本次啟停機的隨轉速而變化的波德圖，若超過第三檢測閾值則判大軸發(fā)生彎曲。

具體地，還包括每次啟機前在盤車狀態(tài)下測量汽輪機大軸的晃動度，并存儲該數據，并將當前晃動度與以往記錄的晃動度對比，若大于等于預設的第一檢測閾值，則判斷為大軸發(fā)生了彎曲，若沒有則轉入步驟s10。

更具體地，第一檢測閾值為預設的汽輪機盤車狀態(tài)下大軸晃動度遞增值，機組啟動前，盤車狀態(tài)下測量大軸晃動度，與以往所測并記錄晃動度進行對比，如果增大達40um以上，則極有可能大軸發(fā)生了彎曲。

進一步地，所述第二檢測閾值為預設轉速100r/min及以下時軸系的振動閾值。

進一步地，所述步驟s30包括根據轉速100r/min及以下時軸系的振動值與第二檢測閾值進行對比，并與過往啟停機相比該轉速區(qū)域內各測點振動明顯增大，則判斷發(fā)生了彎曲。觀察在低轉速時（100r/min及以下）機組的振動值，若該轉速區(qū)域各測點軸振超過40um，且與以往啟停機相比，該轉速區(qū)域內各測點振動明顯增大，則認為該轉子有可能已經發(fā)生了彎曲。

運行中汽輪機如果發(fā)生轉子彎曲，首先表現為振動異常。機組振動比正常值大，振動頻譜主要以工頻為主，振動幅值隨轉速和負荷的升高而升高，振動相位比較穩(wěn)定。

具體地，步驟s40中，第三檢測閾值為軸系轉速在100r/min時的振動閾值，在任一具體實施例中，第三檢測閾值預設為40um，汽輪機沖轉后，在線振動監(jiān)測與分析系統(tǒng)對汽輪機進行振動監(jiān)測獲得監(jiān)控數據后，生成機組啟動過程中軸系振動隨轉速變化的波德圖

所述步驟s40包還括以下判斷步驟：

停機時，觀察機組惰走曲線，振動值并未快速下降，過臨界轉速時振動達最大峰值，轉速繼續(xù)下降至100r/min時各測點軸振并未按預期的結果下降至較低值，而是維持在40um及以上，如圖2中所示的點b；將前一次的啟機波德圖與本次停機波德圖繪制在同一直角坐標系中，如圖2中所示的、，發(fā)現停機幅頻線明顯在啟機幅頻線上方；過臨界時振動峰值，如圖2中所示的點a遠遠大于啟機過臨界振動峰值，如圖2中所示的點a0；對比低轉速區(qū)（100r/min以下），停機時振動幅值，如圖2中所示的點b明顯大于啟機時對應轉速的振動幅值，如圖2中所示的點b0。如果發(fā)生以上現象，極有可能是汽輪機轉子已經發(fā)生彎曲。

根據上述檢測數據和步驟，滿足的條件越多則越能能有效的提高對大軸的檢測精度，為能及時發(fā)現大軸發(fā)生彎曲提供了精度較高的檢測判斷方案，為是否需要拆機檢查檢修提供維修依據。

進一步地，還包括轉子靜止后，投入盤車運行，記錄盤車電流，測量大軸的晃動度。如果盤車電流較正常值異常增大，有較大擺動，且大軸晃動度較大，則判大軸發(fā)生彎曲，需采取連續(xù)盤車的措施減少和消除彎曲，若連續(xù)盤車4小時，大軸晃動度下降至正常值，盤車電流也恢復正常，則大軸彎曲為熱彎曲，否則大軸發(fā)生了永久性彎曲。

以下結合附圖，以某電廠三號汽輪機轉子輕微彎曲為實例，對本發(fā)明一種基于在線振動監(jiān)測與分析系統(tǒng)的判斷汽輪機大軸彎曲的方法作詳細描述。

某電廠三號汽輪機運行中軸承水平方向軸振異常，隨負荷的升高而增大，振動頻譜以工頻為主，相位比較穩(wěn)定。

如圖2、3所示，為所采用到的分析圖譜—波德圖和頻譜圖。圖2的橫坐標為汽輪機轉速，縱坐標為軸承水平軸振，升速曲線為本次三號機啟機時幅頻曲線，降速曲線為本次三號機停機時幅頻曲線。觀察機組惰走曲線（降速曲線），振動值并未快速下降，過臨界轉速時振動達最大峰值155um，如圖2中所示的點a，轉速繼續(xù)下降至100r/min時各測點軸振，如圖2中所示的點b并未按預期的結果下降至較低值，而是維持在43um的較高水平；將前一次的啟機波德圖與本次停機波德圖繪制在同一直角坐標系中，如圖2中所示，發(fā)現停機幅頻線明顯在啟機幅頻線上方；過臨界時振動峰值155um（點a）遠遠大于啟機過臨界振動峰值50um，如圖2中所示的點a0；對比低轉速區(qū)（100r/min以下），停機時振動幅值43um，如圖2中所示的點b也遠大于啟機時對應轉速的振動幅值22um，如圖2中所示的點b0。結合停機后盤車電流大，以及大軸晃動度超標等現象，可以明確判斷汽輪機轉子發(fā)生了輕微彎曲。

實施效果分析

采用上述方法判斷三號汽輪機高中壓轉子發(fā)生輕微彎曲后，決定借機組大修機會，將該轉子進行返廠處理。由于轉子只是輕微彎曲，故經專業(yè)評估后決定只將該轉子進行高速動平衡，而不做其他處理。機組大修后三號汽輪機高中壓轉子停機過臨界振動較大修前大幅下降，如圖3中所示的降速曲線，停機時過臨界振動幅值，如圖3中所示的與圖2對應的點a最大65um，且低轉速區(qū)的振動，如圖3中所示的點b也處于25um以下，基本消除了高中壓轉子彎曲的影響。由于三號汽輪機安裝了在線振動監(jiān)測與分析系統(tǒng)，并且在大修前及時發(fā)現了高中壓轉子發(fā)生輕微彎曲，因此為機組檢修計劃和工期制定提供了充分的依據，減少了大修后因轉子彎曲導致振動異常不能正常開機的風險，為設備安全可靠運行提供了保障。