[发明专利]大型汽轮发电机组油膜涡动故障实时诊断方法

权利要求书

1.一种汽轮发电机组油膜涡动故障实时在线诊断方法，其特征是，它包括：

(a)数据采集及预处理，采集汽轮机组转子轴振动信号以及振动信号分析处理需要的键相信号；进一步根据采集得到的振动信号，计算分析得到轴相对振动通频振幅；

(b)机组转子实时运行转速条件验证，实时计算分析机组轴系实时运行转速与转子的第一临界转速的比值，定量判定机组是否具备与转速相关的油膜涡动故障发生必要条件；

(c)轴振低频振动主频率单一性验证，依据转子的轴相对振动数据，结合快速傅立叶变换(FFT)频谱分析方法，实时计算分析轴振动低频振动频段内的主频率值波动情况，经过相关定量计算，判定轴振低频振动主频率单一性是否显著；

(d)轴振半频振动主频率条件验证，依据转子的轴相对振动数据，结合快速傅立叶变换频谱分析方法，定量分析预先设定的低频振动频段内振动主频率与轴系实时运行转速频率的数值关系及变化情况，判定轴相对振动的低频振动主频率与轴系实时运行转速频率是否具备半速关系；

(e)轴振半频振动幅值条件验证，结合轴相对振动数据的FFT频谱分析结果，实时计算分析轴振动的半频振动振幅与相对轴振通频振幅的比值及变化情况，判定轴振动的半频振动幅值是否显著；

(f)机组油膜涡动故障识别诊断，结合轴振低频振动主频率单一性验证、轴振半频振动主频率条件验证和轴振半频振动幅值条件验证3项验证的结果，综合判断得出大型汽轮发电机组是否发生油膜涡动故障的结论。

2.根据权利要求1所述汽轮发电机组油膜涡动故障实时在线诊断方法，其特征是，所述机组转子实时运行转速条件验证，由于在实际的汽轮发电机组中，通常会有2个或2个以上的转子，这些不同转子的第一临界转速不同，因此应根据当前监测诊断转子的具体数据设定转子的第一临界转速，计算机组轴系实时运行转速与机组选定转子的第一临界转速的比值，如果该比值小于2，那么机组转子实时运行转速条件验证通过，说明机组具备了与转速相关的油膜涡动故障发生必要条件。

3.根据权利要求1所述汽轮发电机组油膜涡动故障实时在线诊断方法，其特征是，所述轴振低频振动主频率单一性验证是通过实时计算分析得到最大振动幅值对应的主频率值f_amax；计算f_amax的最大值和最小值的差值的绝对值，如果该绝对值小于预先设定的阈值T_mfd，那么判定轴振低频振动主频率单一性验证通过。

4.根据权利要求1所述汽轮发电机组油膜涡动故障实时在线诊断方法，其特征是，所述轴振半频振动主频率条件验证，计算轴振动的设定低频振动频段内的主频率值f_amax，在设定时间内，计算f_amax的最大值、最小值之和的均值，计算该均值与轴系实时运行转速频率f_running的比值，如果该比值在40％～52％范围内，那么判定轴振半频振动主频率条件验证通过。

5.根据权利要求1所述汽轮发电机组油膜涡动故障实时在线诊断方法，其特征是，所述轴振半频振动幅值条件验证，针对预先选定的转子的一侧轴相对振动信号，进行快速傅立叶变换(FFT)频谱分析，依据转子的实时运行转速频率f_running，设定轴振动的半频振动频段为[0.4×f_running，0.52×f_running]，计算轴振动的半频振动设定频段内的通频振幅A_svc、相对轴振通频振幅A_sv二者的比值R_cs＝A_svc/A_sv，在设定的时间段内，如果比值R_cs的均值大于设定的阈值T_rcs，那么判定轴振半频振动幅值条件验证通过；A_sv＝相对轴振通频振幅。

6.根据权利要求1所述汽轮发电机组油膜涡动故障实时在线诊断方法，其特征是，所述机组油膜涡动振动故障识别，结合轴振低频振动主频率单一性验证、轴振半频振动主频率条件验证、轴振半频振动幅值条件验证等3项验证的结果，对故障发生与否进行判断。