一种基于推力瓦温预测推力轴承受力不均的方法与流程

1.本发明涉及一种基于推力瓦温预测推力轴承受力不均的方法，属于发电机故障预测技术领域。


背景技术：

2.推力轴承是水轮发电机组的重要部件，承载着机组整个旋转部件的重量和水推力，推力轴承的安全与稳定，是保证水轮发电机组安全稳定运行的必要条件。推力轴承主要由推力头、镜板、推力瓦、油冷却器等设备组成，每块推力瓦上均安装有测温电阻，并接入监控系统，以实现对瓦温的实时监视。机组大修时需分解推力轴承，对推力瓦、镜板等部件的磨损情况进行检查，对机组轴线进行调整，轴线调整前需对镜板水平进行检测，水平不合格时需对推力瓦受力进行调整，大型机组因推力瓦数量多，调整时很难准确找到需要调整的瓦号，即使找到了对应瓦号，也可能需要进行多次调整，调整过程需耗费大量人力、物力。
3.推力瓦受力不均时主要表现为单块或多块不相邻的推力瓦瓦温明显偏高或明显偏低。
4.镜板不水平时主要表现为相邻多块推力瓦瓦温明显偏高或明显偏低。
5.现有技术有：一是利用机组检修时，对每个推力瓦的受力进行实际测量，对测量数据进行分析，此方法对分析推力瓦受力及镜板水平情况有一定效果，但效果并不理想，此方法测得的是静态情况，在机组运行时机组旋转中心是时刻变化的，各推力瓦的实际受力与停机时测得受力情况存在差异，部分机组差异较大。
6.二是在机组检修时对推力瓦瓦面进行检查，对推力瓦厚度进行测量，根据推力瓦磨损情况判断推力受力情况，此方法存在很大的主观因素，效果并不理想。


技术实现要素：

7.为了解决上述问题，本发明提供了一种基于推力瓦温预测推力轴承受力不均的方法。
8.本发明的技术方案是：一种基于推力瓦温预测推力轴承受力不均的方法，首先获取在停机状态下推力轴瓦的平均温度值、在停机状态下推力瓦温与推力瓦温平均值的偏差值；取最高推力瓦温与推力瓦温平均值的绝对值判断推力轴承瓦温测量是否异常，当判断推力瓦温测量正常时，计算机组在开机后某时刻的瓦温平均值，再计算机组在开机状态下的推力瓦温平均温度差；根据机组在开机后某时刻的瓦温平均值和机组在开机状态下的推力瓦温平均温度差判断推力轴承整体受力是否不均；最后判断推力瓦单点受力不均。
9.所述方法的具体步骤如下：
10.(1)通过水轮发电机组现有的温度传感器及其相连的计算机，在线获取各个推力瓦温温度值及机组状态，设定推力瓦有m块；
11.(2)设定在停机状态下最高推力瓦温与推力瓦温平均值的绝对值的允许最大值为d，开机状态下的推力瓦温平均温度差的允许最大值为r；
12.(3)根据步骤(1)获取的机组状态及推力瓦温温度值，按照下列公式计算机组在停机状态下推力轴瓦的平均温度值；
[0013][0014]
式中为机组在停机状态下的推力轴承瓦温的平均温度值，n为瓦的数量， ti为每块瓦在停机状态下的瓦温；
[0015]
(4)根据步骤(1)获得的各推力瓦温和步骤(3)计算的推力瓦温平均值，计算各在停机状态下推力瓦温与推力瓦温平均值的偏差值；
[0016][0017][0018]
……
[0019][0020][0021]
式中tn为在停机状态下编号为n的推力瓦与推力瓦温平均值的偏差值，tn为在停机状态下编号为n的瓦温值，为机组在停机状态下的推力轴承瓦温的平均温度值；
[0022]
(5)根据步骤(4)计算数据，取最高推力瓦温与推力瓦温平均值的绝对值 max(k)，当max(k)》d时，判断推力轴承瓦温测量异常；当max(k)《 d时，判断推力瓦温测量正常，d表示阈值，为一定值；d值为人为设定的一个定值，结合实际情况进行确定；如果设备厂家有明确定值，参考设备厂家的定值进行设定，如果设备厂家没有明确该定值，则由运维人员根据运行优良的同类型机组横向对比，确定一个合适的定值；
[0023]
(6)根据步骤(4)的计算结果，当判断推力瓦温测量正常时，根据步骤(1)，获取机组在开机后某时刻的推力瓦温值，按照下式计算机组在开机后某时刻的瓦温平均值；
[0024][0025]
式中为机组在开机状态下的推力轴承瓦温的平均温度值，n为瓦的数量， ts为每块瓦载开机状态下的瓦温；
[0026]
(7)根据步骤(6)的计算，计算机组在开机状态下的推力瓦温平均温度差：
[0027][0028]
式中，a为机组在开机状态下的推力瓦温平均温度差，为机组在开机状态下的推力轴承瓦温的平均温度值，n为瓦的数量，ts为每块瓦载开机状态下的瓦温；
[0029]
(8)根据步骤(6)获取的组在开机后某时刻的推力瓦温值，筛选出最大瓦温值max1，次高温max2，第三高温值max3，并取得对应瓦的编号n1、n2、 n3；
[0030]
(9)根据步骤(6)获取的组在开机后某时刻的推力瓦温值，筛选出最低瓦温值
min1，次低温min2，第三低温值min3，并取得对应瓦的编号m1、m2、 m3；
[0031]
(10)根据步骤(7)的计算，当a》r时判断推力轴承整体受力不均；当a ＜r时判断推力轴承整体受力均匀，不再进行后续计算；r为一个人为设置的关于a的定值，表示开机状态下的推力瓦温平均温度差的允许最大值；
[0032]
(11)根据步骤(8)取得数据，进行如下计算：
[0033][0034]
(12)根据步骤(11)的计算，进行如下分析，当含有n1与n2的等式成立且含有n1与n3的等式也成立，则判断推力轴承镜板不水平，高点位于n1；当等式均不成立，则判断推力瓦单点受力不均；
[0035]
(13)根据步骤(9)取得数据，进行如下计算
[0036][0037]
(14)根据步骤(13)的计算，进行如下分析，当含有m1与m2的等式成立且含有m1与m3的等式也成立，则判断推力轴承镜板不水平，低点位于m1；当等式均不成立，则判断推力瓦单点受力不均。
[0038]
本发明的有益效果是：本发明能比较客观的对推力瓦推力受力情况进行预测，预测效果比较准确。
具体实施方式
[0039]
实施例1：一种基于推力瓦温预测推力轴承受力不均的方法，所述方法包括：
[0040]
(1)通过水轮发电机组现有的温度传感器及其相连的计算机，在线获取各个推力瓦温度值及机组状态，推力瓦有m＝20块；
[0041]
表1：停机状态下的推力瓦温
[0042]
编号12345678910温度(℃)45.946.646.246.046.446.146.346.446.046.3编号11121314151617181920温度(℃)46.446.446.446.346.046.146.046.146.046.4
[0043]
表2：开机状态下的推力瓦温
[0044]
编号12345678910温度(℃)66.766.567.266.966.967.167.869.068.968.2编号11121314151617181920温度(℃)66.567.267.566.767.666.667.168.067.067.1
[0045]
(2)设定在停机状态下最高推力瓦温与推力瓦温平均值的绝对值的允许最大值d＝0.5℃，开机状态下的推力瓦温平均温度差的允许最大值r＝0.5℃；
[0046]
(3)根据步骤(1)获取的机组状态及推力瓦温温度值，按照下列公式计算机组在停机状态下推力轴瓦的平均温度值；
[0047][0048]
(4)根据步骤(1)获的各推力瓦温和步骤(3)计算的推力瓦温平均值，计算各在停机状态下推力瓦温与推力瓦温平均值得偏差值；
[0049][0050][0051][0052][0053][0054][0055][0056][0057][0058][0059][0060][0061][0062][0063][0064][0065][0066][0067][0068][0069]
(5)根据步骤(4)计算数据，取最大推力瓦温与推力瓦温平均值的绝对值 max(k)
＝0.365℃，0.365℃《d＝0.5℃时，判断推力瓦温测量正常；
[0070]
(6)根据步骤(4)的计算结果，当判断推力瓦温测量正常时，根据步骤(1)，获取机组在开机后某时刻的推力瓦温值，按照下式计算机组在开机后某时刻的瓦温平均值；
[0071][0072]
(7)根据步骤(6)的计算，计算机组在开机状态下的推力瓦温平均温度差；
[0073][0074][0075][0076][0077][0078][0079][0080][0081][0082][0083][0084][0085][0086][0087][0088][0089][0090][0091]
[0092][0093][0094][0095]
(8)根据步骤(6)获取的组在开机后某时刻的推力瓦温值，筛选出最大瓦温值69.0℃，次高温68.9℃，第三高温值68.2℃，并取得对应瓦的编号8、9、 10；
[0096]
(9)根据步骤(6)获取的组在开机后某时刻的推力瓦温值，筛选出最低瓦温值66.5，次低温66.5，第三低温值66.6，并取得对应瓦的编号2、11、16；
[0097]
(10)根据步骤(7)的计算，开机状态下的推力瓦温平均温度差a》0.5℃，判断推力轴承整体受力不均；
[0098]
(11)根据步骤(8)取得数据，进行如下计算
[0099][0100]
(12)根据步骤(11)的计算，进行如下分析：n1＝n
2-1且n1＝n
3-2，判断推力轴承镜板不水平，高点位于n1。
[0101]
(13)根据步骤(9)取得数据，进行如下计算
[0102][0103]
(14)根据步骤(13)的计算，进行如下分析：所有等式均不成立，则判断推力瓦单点受力不均。
[0104]
实施例2：一种基于推力瓦温预测推力轴承受力不均的方法，所述方法包括：
[0105]
(1)通过水轮发电机组现有的温度传感器及其相连的计算机，在线获取各个推力瓦温度值及机组状态，推力瓦有20块；
[0106]
表1：停机状态下的推力瓦温
[0107]
编号12345678910温度(℃)45.946.646.246.046.446.146.346.446.046.3编号11121314151617181920温度(℃)46.446.446.446.346.046.146.046.146.046.4
[0108]
表2：开机状态下的推力瓦温
[0109]
编号12345678910温度(℃)66.766.567.266.966.966.566.866.966.967.2编号11121314151617181920温度(℃)66.466.766.666.766.666.666.767.066.967.3
[0110]
(2)设定在停机状态下最高推力瓦温与推力瓦温平均值的绝对值的允许最大值d＝0.5℃，开机状态下的推力瓦温平均温度差的允许最大值r＝0.5℃；
[0111]
(3)根据步骤(1)获取的机组状态及推力瓦温温度值，按照下列公式计算机组在停机状态下推力轴瓦的平均温度值；
[0112][0113]
(4)根据步骤(1)获的各推力瓦温和步骤(2)计算的推力瓦温平均值，计算各在停机状态下推力瓦温与推力瓦温平均值得偏差值；
[0114][0115][0116][0117][0118][0119][0120][0121][0122][0123][0124][0125][0126][0127][0128][0129][0130][0131][0132][0133][0134]
(5)根据步骤(4)计算数据，取最大推力瓦温与推力瓦温平均值的绝对值 max(k)
＝0.365℃，0.365℃《d＝0.5℃时，判断推力瓦温测量正常；
[0135]
(6)根据步骤(4)的计算结果，当判断推力瓦温测量正常时，根据步骤(1)，获取机组在开机后某时刻的推力瓦温值，按照下式计算机组在开机后某时刻的瓦温平均值；
[0136][0137]
(7)根据步骤(6)的计算，计算机组在开机状态下的推力瓦温平均温度差；
[0138][0139][0140][0141][0142][0143][0144][0145][0146][0147][0148][0149][0150][0151][0152][0153][0154][0155][0156]
[0157][0158][0159][0160]
(8)根据步骤(6)获取的组在开机后某时刻的推力瓦温值，筛选出最大瓦温值67.2℃，次高温67.2℃，第三高温值67.2℃，并取得对应瓦的编号20、10、 3；
[0161]
(9)根据步骤(6)获取的组在开机后某时刻的推力瓦温值，筛选出最低瓦温值66.4，次低温66.5，第三低温值66.5，并取得对应瓦的编号11、2、6；
[0162]
(10)根据步骤(7)的计算，开机状态下的推力瓦温平均温度差a＜0.5℃，判断推力轴承整体受力均衡，不再进行后续计算。
[0163]
上面对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。