一種火電廠設(shè)備氣蝕實(shí)時(shí)診斷裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電廠設(shè)備管理和設(shè)備檢修領(lǐng)域，具體涉及一種火電廠設(shè)備氣蝕實(shí)時(shí)診斷裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氣蝕是固體表面與液體在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中所產(chǎn)生的表面損傷，通常發(fā)生在泵、閥門設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中。氣蝕發(fā)生時(shí)，設(shè)備會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，嚴(yán)重時(shí)可聽(tīng)見(jiàn)泵內(nèi)有“噼啪”的爆炸聲，同時(shí)引起機(jī)組的振動(dòng)；氣蝕會(huì)降低設(shè)備的性能，氣蝕產(chǎn)生的大量氣泡，會(huì)堵塞管道，破壞設(shè)備內(nèi)液體的連續(xù)流動(dòng)；氣蝕會(huì)破壞設(shè)備的過(guò)流部件，使金屬材料發(fā)生破壞，嚴(yán)重時(shí)可造成葉片或前后蓋板穿孔、甚至葉輪破裂，釀成嚴(yán)重事故。
[0003]火電廠生產(chǎn)中使用了大量的泵和閥門，隨著機(jī)組運(yùn)行工況的不斷變化，這些泵和閥門在運(yùn)行過(guò)程中很可能會(huì)出現(xiàn)氣蝕，對(duì)泵或者閥門的本體造成損害，危及電廠的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)的主要局限:
[0005](I)由于電廠的泵和閥門數(shù)量眾多，每年的例行檢修不可能對(duì)所有的泵和閥門進(jìn)行拆解、檢查、維護(hù)和零部件更換。這樣就會(huì)造成列入檢修計(jì)劃的泵很可能一直是安全運(yùn)行，泵體的物理組成和結(jié)構(gòu)不需要檢修，而未列入檢修計(jì)劃的泵很可能已經(jīng)在之前一段時(shí)間的運(yùn)行中發(fā)生很多次氣蝕，對(duì)泵本體造成了很嚴(yán)重的損傷，需要及時(shí)維修和更換。
[0006](2)泵和閥門檢修計(jì)劃，經(jīng)常依據(jù)電廠的經(jīng)驗(yàn)和檢修周期制定。按照時(shí)間對(duì)設(shè)備進(jìn)行循環(huán)、分批檢修。檢修計(jì)劃對(duì)設(shè)備的選擇沒(méi)有科學(xué)的分析依據(jù)和方法，具有很大的隨機(jī)性。
[0007](3)在泵和閥門實(shí)時(shí)運(yùn)行過(guò)程中，電廠工作人員不能實(shí)時(shí)了解泵、閥門的氣蝕情況和運(yùn)行狀態(tài)。
[0008](4)電廠對(duì)運(yùn)行的設(shè)備是否發(fā)生氣蝕憑借經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷，沒(méi)有能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，對(duì)設(shè)備氣蝕情況進(jìn)行科學(xué)診斷，為設(shè)備檢修提供依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種火電廠設(shè)備氣蝕實(shí)時(shí)診斷裝置及方法，該診斷裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)時(shí)性高，診斷準(zhǔn)確，效率高，同時(shí)與電廠控制系統(tǒng)采用硬件隔離，滿足火電廠安全運(yùn)行的要求，具有高安全性和可靠性。
[0010]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0011]一種火電廠設(shè)備氣蝕實(shí)時(shí)診斷裝置，包括通過(guò)以太網(wǎng)接口連接到火電廠MIS網(wǎng)的氣蝕診斷客戶端1、氣蝕診斷客戶端2、遠(yuǎn)程氣蝕診斷客戶端3和遠(yuǎn)程氣蝕診斷客戶端4 ;氣蝕診斷服務(wù)器5通過(guò)其第二以太網(wǎng)接口接入火電廠MIS網(wǎng)，通過(guò)其第一以太網(wǎng)接口連接以太網(wǎng)交換機(jī)12 ;第一數(shù)據(jù)采集接口機(jī)6通過(guò)其第一以太網(wǎng)接口連接第一防火墻10，第一防火墻10連接到以太網(wǎng)交換機(jī)12，第一數(shù)據(jù)采集接口機(jī)6通過(guò)其第二以太網(wǎng)接口連接火電廠單元機(jī)組控制系統(tǒng)的第一 OPC服務(wù)器8 ;第二數(shù)據(jù)采集接口機(jī)7通過(guò)其第一以太網(wǎng)接口連接第二防火墻11，第二防火墻11連接到以太網(wǎng)交換機(jī)12，第二數(shù)據(jù)采集接口機(jī)7通過(guò)其第二以太網(wǎng)接口連接火電廠單元機(jī)組控制系統(tǒng)的第二 OPC服務(wù)器9。
[0012]所述第一數(shù)據(jù)采集接口機(jī)6和第二數(shù)據(jù)采集接口機(jī)7以及氣蝕診斷服務(wù)器5、第一防火墻10、第二防火墻11和以太網(wǎng)交換機(jī)12放置在火電廠電子間機(jī)柜中。
[0013]所述氣蝕診斷客戶端I放置在火電廠工程師站，氣蝕診斷客戶端2放置在運(yùn)行集控室，遠(yuǎn)程氣蝕診斷客戶端3和遠(yuǎn)程氣蝕診斷客戶端4分別放置在遠(yuǎn)程的熱工班辦公室。
[0014]所述第一數(shù)據(jù)采集接口機(jī)6的第一以太網(wǎng)接口地址為192.168.1.10，第二以太網(wǎng)接口地址為 172.168.10.1lo
[0015]所述第二數(shù)據(jù)采集接口機(jī)7的第一以太網(wǎng)接口地址192.168.1.20，第二以太網(wǎng)接口地址為 172.168.20.1lo
[0016]所述氣蝕診斷服務(wù)器5的第一以太網(wǎng)接口地址為192.168.1.50，第二以太網(wǎng)接口的地址根據(jù)MIS網(wǎng)分配的地址設(shè)置。
[0017]上述所述火電廠設(shè)備氣蝕實(shí)時(shí)診斷裝置的診斷方法，根據(jù)電廠設(shè)備的運(yùn)行情況和需求，在氣蝕診斷服務(wù)器5進(jìn)行設(shè)備組態(tài)，生成的設(shè)備測(cè)點(diǎn)列表信息，設(shè)備組態(tài)選擇電廠生產(chǎn)中重要的泵和閥門進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和氣蝕診斷，或?qū)﹄姀S所有的泵和閥門進(jìn)行氣蝕診斷；
[0018]第一數(shù)據(jù)采集接口機(jī)6和第二數(shù)據(jù)采集接口機(jī)7根據(jù)氣蝕診斷服務(wù)器5中生成的設(shè)備測(cè)點(diǎn)列表信息分別從第一 OPC服務(wù)器8和第二 OPC服務(wù)器9訂閱測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)值、質(zhì)量和時(shí)間戳信息，然后采用UDP單播方式分別通過(guò)第一防火墻10和第二防火墻11向上傳送到以太網(wǎng)交換機(jī)12，通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)12傳送到氣蝕診斷服務(wù)器5 ;
[0019]氣蝕診斷服務(wù)器5實(shí)時(shí)偵聽(tīng)第一數(shù)據(jù)采集接口機(jī)6和第二數(shù)據(jù)采集接口機(jī)7發(fā)送的單播數(shù)據(jù)包，然后對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析，氣蝕診斷服務(wù)器5根據(jù)實(shí)時(shí)獲得的測(cè)點(diǎn)值K進(jìn)行分析，測(cè)點(diǎn)值K按如下公式計(jì)算:
[0020]K = Ka/Kr,
[0021]Ka= (PO-Pr) /RowX g,
[0022]PO = Pl+RowX gX Hl-Pf,
[0023]其中:
[0024]Ka表示裝置的有效汽蝕余量，越大越不易汽蝕，Kr表示必需的汽蝕余量，越小抗汽蝕性能越好，Kr需要查詢?cè)O(shè)備的出廠說(shuō)明書，是設(shè)備的給定參數(shù)，Pl1Hl表示設(shè)備前測(cè)點(diǎn)的壓強(qiáng)和標(biāo)高，Row表示水的密度，Pr為地飽和壓力，Pf為水力壓降，需根據(jù)管道長(zhǎng)度、內(nèi)徑、材料、彎頭和閥門等數(shù)量進(jìn)行分析，參考水力設(shè)計(jì)手冊(cè)進(jìn)行計(jì)算，PO表示設(shè)備入口處的壓力，g表示重力常數(shù)；
[0025]若K〉= I設(shè)備不存在氣蝕，若K〈1設(shè)備存在氣蝕風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)K的范圍對(duì)設(shè)備的氣蝕嚴(yán)重程度進(jìn)行區(qū)分，當(dāng)K>5時(shí)，設(shè)備進(jìn)入嚴(yán)重氣蝕狀態(tài)；
[0026]根據(jù)實(shí)時(shí)分析結(jié)果K，當(dāng)Κ>1.5認(rèn)為設(shè)備發(fā)生氣蝕、當(dāng)Κ>5后，設(shè)備進(jìn)入嚴(yán)重氣蝕狀態(tài)、氣蝕嚴(yán)重程度隨著K值的增大而增大，氣蝕累計(jì)時(shí)間，每個(gè)分析周期，如果Κ>1，則自動(dòng)給氣蝕累計(jì)時(shí)間加3秒，否則氣蝕累計(jì)時(shí)間不變；
[0027]氣蝕發(fā)生時(shí)刻為當(dāng)K>1時(shí)刻的時(shí)間值，氣蝕次數(shù)，每3秒為一個(gè)周期進(jìn)行分析，如果分析結(jié)果大于1，氣蝕次數(shù)增加I ;
[0028]氣蝕診斷服務(wù)器5分析完成后通過(guò)以太網(wǎng)將氣蝕診斷結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)送到氣蝕診斷客戶端1、氣蝕診斷客戶端2、遠(yuǎn)程氣蝕診斷客戶端3和遠(yuǎn)程氣蝕診斷客戶端4 ;
[0029]氣蝕診斷服務(wù)器5能夠?qū)馕g診斷的結(jié)果存儲(chǔ)到氣蝕診斷服務(wù)器的歷史庫(kù)中，電廠根據(jù)需要查看設(shè)備指定時(shí)間段內(nèi)的運(yùn)行狀態(tài)和氣蝕發(fā)生情況；
[0030]氣蝕診斷客戶端1、氣蝕診斷客戶端2、遠(yuǎn)程氣蝕診斷客戶端3和遠(yuǎn)程氣蝕診斷客戶端4通過(guò)以太網(wǎng)接收氣蝕診斷服務(wù)器5的實(shí)時(shí)分析結(jié)果并顯示到監(jiān)控機(jī)界面上，包括實(shí)時(shí)氣蝕數(shù)據(jù)和曲線，設(shè)備氣蝕的嚴(yán)重程度和次數(shù)。
[0031]所述在氣蝕診斷服務(wù)器5進(jìn)行設(shè)備組態(tài)的步驟為:首先新建設(shè)備列表，在設(shè)備列表中插入要進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷和分析的泵和閥門；根據(jù)設(shè)備類型，確定設(shè)備參數(shù)，設(shè)備參數(shù)包括實(shí)時(shí)測(cè)量值和常量參考值，實(shí)時(shí)測(cè)量值包括設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中實(shí)時(shí)測(cè)量的壓力、溫度和流量值，常量參考值包括設(shè)備安裝位置的管道內(nèi)徑、水平高度、實(shí)時(shí)測(cè)點(diǎn)距離設(shè)備入口或者出口的距離以及設(shè)備廠家提供的設(shè)備氣蝕余量參考值；如果設(shè)備是泵類型設(shè)備，選擇泵入口的壓力測(cè)點(diǎn)、溫度測(cè)點(diǎn)和流量測(cè)點(diǎn)，如果是閥門類型設(shè)備，分別選擇閥門入口和出口的壓力測(cè)點(diǎn)、溫度測(cè)點(diǎn)和流量測(cè)點(diǎn)；測(cè)點(diǎn)選擇完成后在氣蝕診斷服務(wù)器5中自動(dòng)生成測(cè)點(diǎn)列表，然后將測(cè)點(diǎn)列表文件分別轉(zhuǎn)存到第一數(shù)據(jù)采集接口機(jī)6和第二數(shù)據(jù)采集接口機(jī)7保存，分別通過(guò)第一數(shù)據(jù)采集接口機(jī)6和第二數(shù)據(jù)采集接口機(jī)7的OPC客戶端連接單元機(jī)組的第一 OPC服務(wù)器8和單元機(jī)組的第二 OPC服務(wù)器9，完成對(duì)設(shè)備測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)值的實(shí)時(shí)接收和讀取。
[0032]本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0033]1、本發(fā)明裝置及方法可以對(duì)電廠的泵和閥門氣蝕情況進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和監(jiān)控，并記錄泵和閥門的氣蝕次數(shù)、氣蝕發(fā)生時(shí)刻、累計(jì)時(shí)間參數(shù)、是否發(fā)生氣蝕、氣蝕嚴(yán)重程度以及設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，支持電廠運(yùn)行人員和技術(shù)人員實(shí)時(shí)掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息，進(jìn)而對(duì)機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行做出貢獻(xiàn)。
[0034]2、支持對(duì)指定的設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行氣蝕分析，判斷在給定的時(shí)間段內(nèi)，指定的設(shè)備是否發(fā)生氣蝕以及氣蝕的嚴(yán)重程度，并生成分析報(bào)告。
[0035]3、根據(jù)對(duì)指定設(shè)備的氣蝕分析結(jié)果數(shù)據(jù)形成分析報(bào)告，支持電廠制定合理的檢修計(jì)劃和設(shè)備檢修頻率，保證了電廠的安全生產(chǎn)，為生產(chǎn)和生活提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)。
[0036]4、可以對(duì)電廠泵和閥門的氣蝕嚴(yán)重程度進(jìn)行判斷并報(bào)警，提供電廠檢修泵和閥門的依據(jù)，降低了電廠設(shè)備檢修的隨機(jī)性和盲目性，可以做到對(duì)設(shè)備進(jìn)行及時(shí)維護(hù)和檢修。
【附圖說(shuō)明】
[0037]附圖為本發(fā)明火電廠設(shè)備氣蝕實(shí)時(shí)診斷裝置結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0039]如圖1所示，本發(fā)明一種火電廠設(shè)備氣蝕實(shí)時(shí)診斷裝置，包括通過(guò)以太網(wǎng)接口連接到火電廠MIS網(wǎng)的氣蝕診斷客戶端1、氣蝕診斷客戶端2、遠(yuǎn)程氣蝕診斷客戶端3和遠(yuǎn)程氣蝕診斷客戶端4 ;氣蝕診斷服務(wù)器5通過(guò)其第二以太網(wǎng)接口接入火電廠MIS網(wǎng)，通過(guò)其第一以太網(wǎng)接口連接以太網(wǎng)交換機(jī)12 ;第一數(shù)據(jù)采集接口機(jī)6通過(guò)其第一以太網(wǎng)接口連接第一防火墻10，第一防火墻10連接到以太網(wǎng)交換機(jī)12，第一數(shù)據(jù)采集接口機(jī)6通過(guò)其第二以太網(wǎng)接口連接火電廠單元機(jī)組控制系統(tǒng)的第一 OPC服務(wù)器8 ;第二數(shù)據(jù)采集接口機(jī)7通過(guò)其第