[实用新型]水轮机空化状态监测系统

说明书

本申请提出一种水轮机空化状态监测系统，包括：传感器层，机组状态信号传输模块，数据采集层，数据存储传输层和数据分析处理层。其中，传感器层包括水听器、水压脉动传感器和振动加速度传感器。水听器安装在水轮机的尾水管排水阀后；水压脉动传感器安装在蜗壳出口处引压管、转轮上部引压管、尾水管入口处引压管中的至少一个位置；振动加速度传感器安装在水轮机的上部顶盖上。本实用新型通过在相应位置安装一个或多个传感器，在不影响水轮机的正常运行的情况下，更准确地采集水轮机噪声信号和振动信号。利用多个传感器采集到的信号结合机组状态信号，获得更全面的水轮机的空化状态参数，为提高机组运行效率和使用寿命提供更加准确的参考依据。

技术领域

本申请涉及水轮机状态监测技术领域，尤其涉及一种水轮机空化状态监测系统。

背景技术

水轮机是水利发电行业必不可少的组成部分，是充分利用清洁可再生能源实现节能减排、减少环境污染的重要设备。在水轮机长期运行的过程中，普遍存在空化、空蚀现象，直接关系到水轮机的效率和使用寿命。空化是导致空蚀破坏的直接原因，由于空化空蚀的长期影响，最终会导致水轮机过流部件结构损坏、运行条件恶劣，甚至严重影响机组效率，大幅度降低机组出力，对水轮机的安全、平稳运行带来极大挑战。因此，需要准确采集水轮机附近结构部件的噪声信号和振动信号，从而实现对水轮机状态的监测。

实用新型内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

本申请一方面实施例提出了一种水轮机空化状态监测系统，包括：传感器层，机组状态信号传输模块，数据采集层，数据存储传输层和数据分析处理层，其中，

所述传感器层包括水听器、水压脉动传感器和振动加速度传感器；其中，所述水听器安装在所述水轮机的尾水管排水阀后；所述水压脉动传感器安装在蜗壳出口处的引压管、转轮上部的引压管、尾水管入口处的引压管中的至少一个位置；所述振动加速度传感器安装在所述水轮机的上部顶盖上；

所述机组状态信号传输模块与所述数据存储传输层或所述数据分析处理层连接；

所述数据采集层包括高频数据采集模块和中频数据采集模块；其中，所述高频数据采集模块与所述水听器连接，所述中频数据采集模块分别与所述水压脉动传感器和所述振动加速度传感器连接；

所述数据存储传输层与所述数据采集层连接，所述数据存储传输层用以与所述数据分析处理层进行通讯。

可选地，在本申请一些实施例中，所述水听器的响应频率范围为0.5Hz-200kHz。

可选地，在本申请一些实施例中，所述水压脉动传感器的响应频率范围为0Hz-4000Hz。

可选地，在本申请一些实施例中，所述振动加速度传感器的响应频率范围为1Hz-20kHz。

可选地，在本申请一些实施例中，所述传感器层还包括：声发射传感器；其中，所述声发射传感器安装在所述水轮机的尾水管人孔门上部铁壁上；或者，所述声发射传感器安装在所述水轮机的尾水管人孔门上部铁壁，且安装在蜗壳人孔门附近铁壁和/或导叶连杆拐臂套筒上。

可选地，在本申请一些实施例中，所述声发射传感器的响应频率范围为20kHz-200kHz。

可选地，在本申请一些实施例中，所述传感器层还包括：振动速度传感器；其中，所述振动速度传感器安装在所述水轮机的上部顶盖上，其中，所述振动速度传感器的安装位置区别于所述振动加速度传感器的安装位置。

可选地，在本申请一些实施例中，所述振动速度传感器的响应频率范围为0.5Hz-200Hz。