[发明专利]联合循环电厂同步离合器的安全监测系统和方法

说明书

本申请提出一种联合循环电厂同步离合器的安全监测系统和方法，该系统包括监测装置和诊断装置，其中，监测装置包括：回油温度监测模块，用于监测离合器工作状态中的回油温度；中间件滑动过程监测模块，用于监测离合器脱开与啮合的中间件的滑动过程；扭矩监测模块，用于测量离合器主动件传递的扭矩；其中，所述监测装置将监测到的数据输出至所述诊断装置，所述诊断装置用于根据所述监测装置输出的数据对所述离合器的工作状态进行诊断。该系统能够对同步离合器的工作状态进行实时监测，及时发现异常，防止事故发生。

技术领域

本申请涉及同步离合器安全监测技术领域，尤其涉及一种联合循环电厂同步离合器的安全监测系统和方法。

背景技术

目前，随着西气东输工程的完善和国内发电机组节能环保的高要求，我国已经建设一大批“燃气—蒸汽”联合循环电站。在现有联合循环电厂机组轴系中，无论是单轴布置轴系还是多轴布置中的汽轮机轴系，大部分都配置有同步离合器，轴系结构如图1和图2所示。

对于单轴布置轴系来讲，同步离合器的设置能够让机组同时实现快速启停与能源的高效利用。如图1所示，燃气轮机与蒸汽轮机同轴布置，在发电机与蒸汽轮机之间设置有同步离合器。在机组启动期间，燃气轮机转速大于蒸汽轮机，蒸汽轮机处于脱开状态，燃气轮机单独运行进行快速启动，实现调峰功能。在燃气轮机启动稳定以后，再利用燃气轮机尾气能量产生蒸汽，推动蒸汽轮机运行，蒸汽轮机升速至3000rpm以后通过同步离合器与燃气轮机并车进行同轴做功，实现联合循环功能，提高能源的利用效率。

对于多轴布置中的汽轮机轴系，同步离合器的设置能够让机组在纯凝、抽凝、背压等方式下相互切换。如图2所示，在蒸汽轮机的高中压缸与低压缸之间配置同步离合器，当低压缸转速低于高中压缸时，低压缸脱开，高中压缸单独运行，中压缸排汽可以全部用来供热，实现机组的背压供热功能。当低压缸转速高于高中压缸时，低压缸会通过离合器与高中压缸啮合，实现同轴做功，提高纯凝和抽凝模式下能源的利用效率。

轴系中同步离合器的设置可以整体上提高能源的利用效率，产生了巨大的经济效益，但是对发电机组的安全运行也带来了诸多问题。某电厂因离合器的故障造成整个轴系无法正常运行，甚至造成运行机组的非计划停机，带来的损失不可估量。对于联合循环电厂的离合器来讲，目前正常的监测参数仅仅有离合器本身的脱开、啮合、锁定三种监测信号。第一，脱开、啮合、锁定三种信号仅为状态量，无法对离合器在脱开与啮合中的过程进行监测，如果在啮合与脱开的过程中发生故障，那么现有监测手段无法捕捉到故障信息。比如某电厂用高中压缸与低压缸的转速差判断离合器是否已经脱开，远方监测显示转速差大于50rpm，工作人员判定已经脱开。但实际上内部的滑动组件由于滑动受阻，虽然齿轮脱开，但是滑动组件并没有脱开到预定位，最终造成了动静齿轮碰磨，对设备造成了不可恢复的损坏。第二，在机组正常运行中，目前只有两侧轴瓦的振动监测信号，这是一个模拟量的输出，仅仅有振动数值，根本无法对内部出现的故障进行反映。某电厂在运行过程中，离合器螺旋花键发生胶合，导致回油温度上涨，但是由于没有在线测点针对离合器回油温度进行监测，故无法捕捉到这一信息。机组继续运行，最终导致离合器无法脱开，使设备产生了损坏。

综上，由于监测方面的不足，导致离合器出现故障以后，不能及时发现处理，最终离合器会在运行中损坏，比如齿轮断裂，齿轮胶合无法脱开等等。轻则导致设备损坏，重则在运行过程中导致机组停机，造成如无法挽回的经济损失。

发明内容

为解决现有技术中的上述问题，本申请的一个目的在于提出一种联合循环电厂同步离合器的安全监测系统和方法，可以对同步离合器的工作状态进行实时监测，及时发现异常，防止事故发生。