[发明专利]一种基于多参数对比的汽轮机主机振动状态评估方法

权利要求书

1.一种基于多参数对比的汽轮机主机振动状态评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在发电负荷维持在机组总负荷50％以上，且24h内不发生超过10％的波动，同时1～5#轴承的振动幅值均小于40μm时，在电厂DCS系统中提取与汽轮机主机振动幅值密切相关的19个参数，具体包括以下参数：

机组负荷、主蒸汽流量、主汽阀前压力、主汽阀前温度、调节级压力、高压缸排汽压力、环境温度、背压、1#轴承温度、1#轴封供汽温度、2#轴承温度、2#轴封供汽温度、3#轴承温度、3#轴封供汽温度、4#轴承温度、4#轴封供汽温度、5#轴承温度、5#轴封供汽温度和凝汽器端差，提取这19个参数24h内的时间序列A_i¹、A_i²、A_i³······A_i¹⁹；

步骤2：在电厂DCS系统提取汽轮机主机1#轴承瓦振、2#轴承瓦振、3#轴承瓦振、4#轴承瓦振、5#轴承瓦振24h内的振动幅值时间序列，提取时确保提取数据时间、采样间隔和步骤1的提取数据时间、采样间隔一致，提取汽轮机主机这5个轴承振动测点24h内的振动幅值时间序列V_i¹、V_i²、V_i³、V_i⁴、V_i⁵；

步骤3：将步骤1和步骤2提取参数的时间序列进行归一化，归一化公式如下：

f(x)＝(x-Min)/(Max-Min)

式中：x为归一化后的序列中的项，Min为该时间序列的最小值，Max为该时间序列的最大值；

与汽轮机主机振动幅值密切相关的19个参数24h内的时间序列经过归一化处理得到新的时间序列f(A_i¹)、f(A_i²)、f(A_i³)……f(A_i¹⁹)，记为a_i¹、a_i²、a_i³······a_i¹⁹；

汽轮机主机1～5#轴承振动测点24h内的振动幅值时间序列经过归一化处理得到新的振动幅值时间序列f(V_i¹)、f(V_i²)、f(V_i³)、f(V_i⁴)、f(V_i⁵)，记为v_i¹、v_i²、v_i³、v_i⁴、v_i⁵；

步骤4：

计算上述步骤获得的归一化后的1#轴承瓦振振动幅值时间序列v_i¹和归一化后的与汽轮机主机振动幅值密切相关的19个参数的时间序列a_i¹、a_i²、a_i³······a_i¹⁹之间的线性相关系数，计算公式如下：

式中：R_va为线性相关系数，v_i为归一化后的轴承瓦振振动幅值时间序列的轴承瓦振振动幅值，为归一化后的轴承瓦振振动幅值时间序列的轴承瓦振振动幅值平均值，a_i为与汽轮机主机振动幅值密切相关的19个参数a_i¹、a_i²、a_i³······a_i¹⁹中的一个，为19个参数的时间序列a_i¹、a_i²、a_i³······a_i¹⁹的平均值；

将1#轴承瓦振振动幅值时间序列和19个参数的时间序列之间分别计算的线性相关系数，组成1#轴承瓦振的线性相关系数向量：

根据步骤4上述方法，计算2～5#轴承瓦振振动幅值时间序列v_i²、v_i³、v_i⁴、v_i⁵分别和19个参数的时间序列的线性相关系数，并且组成2～5#轴承瓦振各自的线性相关系数向量；

步骤5：当进行汽轮机组振动影响因素进行诊断时，通过电厂DCS系统提取大于4h待测轴承与汽轮机主机振动幅值密切相关的19个参数和待测轴承瓦振数据，根据步骤1-3获得诊断参数序列a_i^1’、a_i^2’、a_i^3’······a_i^19’和诊断振动幅值序列v_i^1’；根据步骤4得到的1～5#轴承瓦振各自的线性相关系数向量，计算关联系数，包括以下步骤：

1)采用如下列公式处理诊断参数序列和诊断振动幅值序列：

f(x)＝x_i/x₁

式中：x₁为提取序列的首项，x_i为序列中每一项；

得到新的参数序列和振动幅值序列

2)根据下式计算和直接的关联性指标L^N(i)：

式中，为对应线性相关系数向量的对应值，G为和的最大差值，N取1-19中的整数，即19个参数中的对应参数序号，i为对应序列中的数据第i项；

根据下式计算得到和之间的关联系数C_N：

式中，k为采样序列的采样点数量，与汽轮机主机振动幅值密切相关的19个参数和待测轴承瓦振数据的采样点长度、采样起始时间、采样间隔均相同；

3)分别计算19个与汽轮机主机振动幅值密切相关的参数序列和汽轮机主机振动幅值序列的关联系数，得到C₁,C₂,......C₁₉；

步骤6：在C₁,C₂,......C₁₉中，当任意一项C0.7则本项因素和振动异常无关，当任意一项C0.7则本项因素和振动异常密切相关，重点排查该项因素所监测的设备是否发生故障，进而引起汽轮机轴承瓦振偏大。