【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及汽輪機檢修，更具體的是涉及一種汽輪機葉片裂紋評估及預(yù)警系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、汽輪機葉片出現(xiàn)裂紋會導(dǎo)致葉片的強度和剛度減小，從而影響葉片的正常工作，這可能導(dǎo)致葉片在高速旋轉(zhuǎn)和承受氣流沖擊時發(fā)生進(jìn)一步破壞，甚至失效；裂紋會改變?nèi)~片的氣動特性，增加了流體阻力，并導(dǎo)致氣流的漏失，這將使汽輪機的效率下降，增加了能量損失和燃料消耗；裂紋引起的不均勻應(yīng)力分布和失穩(wěn)現(xiàn)象會導(dǎo)致葉片的振動和共振，進(jìn)而增加噪音和振動水平；這不僅會影響汽輪機的運行平穩(wěn)性和可靠性，還可能對周圍環(huán)境和人員健康造成負(fù)面影響；裂紋存在的情況下，葉片的破碎或脫落風(fēng)險將大大增加，如果葉片在高速運轉(zhuǎn)時發(fā)生斷裂，可能會導(dǎo)致機械故障、火災(zāi)、爆炸等嚴(yán)重事故，對設(shè)備和人員安全造成威脅；一旦葉片出現(xiàn)裂紋，需要及時進(jìn)行維修或更換，這將涉及到停機時間、材料和人力成本等方面的開支，對汽輪機的經(jīng)濟效益產(chǎn)生負(fù)面影響；因此，及時檢測和處理汽輪機葉片裂紋問題至關(guān)重要，定期的監(jiān)測和維護計劃可以幫助減少這些負(fù)面影響，確保汽輪機的安全運行和長期可靠性；
2、但在實際應(yīng)用過程中，現(xiàn)有技術(shù)通常采用定期檢修的方式排除葉片裂紋現(xiàn)象，而汽輪機在定期檢修時，會對所有或部分葉片進(jìn)行目視檢查和無損探傷檢測，以發(fā)現(xiàn)裂紋跡象，這種方法可以及早發(fā)現(xiàn)裂紋，但需要停機操作，影響生產(chǎn)計劃和設(shè)備利用率，增加了評估預(yù)警過程的局限性；
3、因此，本申請?zhí)峁┮环N汽輪機葉片裂紋評估及預(yù)警系統(tǒng)用以解決上述問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為解決上述問題，本專利技術(shù)提供如下技
2、一種汽輪機葉片裂紋評估及預(yù)警系統(tǒng)，包括：
3、湍流監(jiān)測模塊，其嵌設(shè)于定葉片內(nèi)部的上下表面處，用于在汽輪機運行過程中，監(jiān)測蒸汽流經(jīng)所述定葉片間的流速和壓力；
4、超聲波檢測模塊，其嵌設(shè)與所述定葉片內(nèi)部的兩側(cè)處，用于通過收發(fā)超聲波來獲取前后兩側(cè)轉(zhuǎn)葉片反射的信號波形；
5、模型訓(xùn)練模塊，其用于預(yù)先建立裂紋訓(xùn)練模型，并根據(jù)歷史數(shù)據(jù)對該模型進(jìn)行訓(xùn)練，生成裂紋評估模型；
6、周期評估模塊，其與所述湍流監(jiān)測模塊和所述模型訓(xùn)練模塊連接，用于將當(dāng)前蒸汽流速和壓力數(shù)據(jù)代入所述裂紋評估模型中計算，生成裂紋評估結(jié)果；
7、分析預(yù)警模塊，其與所述超聲波檢測模塊和所述周期評估模塊連接，用于在裂紋評估結(jié)果超出理想情況時獲取波形信號，對波形信號進(jìn)行特征分析，確定出現(xiàn)裂紋的轉(zhuǎn)葉片的數(shù)量和位置，生成對應(yīng)的預(yù)警信號。
8、優(yōu)選的，在上述的一種汽輪機葉片裂紋評估及預(yù)警系統(tǒng)中，所述湍流監(jiān)測模塊包括：
9、壓力傳感單元，其設(shè)置有若干個，均嵌設(shè)于各個所述定葉片內(nèi)部的上下表面處，用于獲取蒸汽流經(jīng)所述定葉片表面的蒸汽壓力數(shù)據(jù)；
10、流速傳感單元，其均設(shè)置于與所述壓力傳感單元相同位置處，用于獲取蒸汽流經(jīng)所述定葉片表面的蒸汽流速數(shù)據(jù)；
11、第一編號單元，其與所述壓力傳感單元和所述流速傳感單元連接，用于為處于同一定子處的所述壓力傳感單元和所述流速傳感單元設(shè)定相同的一級編號，為同一定子且上下相鄰的兩個所述定葉片在相對方向上的所述壓力傳感單元和所述流速傳感單元設(shè)定相同的二級編號；在各個傳感單元輸出壓力數(shù)據(jù)和流速數(shù)據(jù)時將其一級編號和二級編號插入數(shù)據(jù)中；
12、接收前端一，其與各個所述壓力傳感單元和所述流速傳感單元連接，用于接收監(jiān)測到的壓力數(shù)據(jù)和流速數(shù)據(jù)并進(jìn)行初步處理。
13、優(yōu)選的，在上述的一種汽輪機葉片裂紋評估及預(yù)警系統(tǒng)中，所述接收前端一的初步處理過程包括：
14、將接收到的壓力數(shù)據(jù)和流速數(shù)據(jù)按照其一級編號進(jìn)行一級分組；
15、分別對一級分組后的數(shù)據(jù)按照其二級編號進(jìn)行二級分組；
16、分別將各個二級分組的兩個壓力數(shù)據(jù)相加，生成該組對應(yīng)的兩個所述定葉片間的壓力和值；
17、分別計算各個二級分組的兩個流速數(shù)據(jù)的平均值，生成該組對應(yīng)的兩個所述定葉片間的流速均值。
18、優(yōu)選的，在上述的一種汽輪機葉片裂紋評估及預(yù)警系統(tǒng)中，所述超聲波檢測模塊包括：
19、超聲波收發(fā)單元，其設(shè)置有若干個，均嵌設(shè)于各個所述定葉片內(nèi)部的兩側(cè)端處，用于分別向所述定葉片兩側(cè)的所述轉(zhuǎn)葉片發(fā)射超聲波，同時接收反射波，生成接收到的波形數(shù)據(jù)；
20、第二編號單元，其與所述超聲波收發(fā)單元連接，用于為處于同一定子處的所述超聲波收發(fā)單元設(shè)定相同的三級編號，為不同定子且左右相鄰的所述定葉片在相對方向上的兩個所述超聲波收發(fā)單元設(shè)定相同的四級編號；在各個超聲波收發(fā)單元輸出波形數(shù)據(jù)時將其三級編號和四級編號插入數(shù)據(jù)中；
21、接收前端二，其與各個所述超聲波收發(fā)單元連接，用于接收超聲波收發(fā)單元生成的波形數(shù)據(jù)并進(jìn)行初步處理。
22、優(yōu)選的，在上述的一種汽輪機葉片裂紋評估及預(yù)警系統(tǒng)中，所述接收前端二的初步處理過程包括：
23、將接收到的波形數(shù)據(jù)按照其三級編號進(jìn)行三級分組；所述三級分組與一級分組對應(yīng)；
24、將接收到的波形數(shù)據(jù)按照其四級編號進(jìn)行四級分組，并將三級分組和四級分組疊加；
25、分析各個波形數(shù)據(jù)的幅度峰值、幅度低谷以及回波次數(shù)。
26、優(yōu)選的，在上述的一種汽輪機葉片裂紋評估及預(yù)警系統(tǒng)中，所述模型訓(xùn)練模塊包括：
27、建模單元，其用于預(yù)先建立裂紋訓(xùn)練模型；
28、所述裂紋訓(xùn)練模型為ln＝β0+β1*xn+β2*vn+δ；其中，ln為第n組兩個所述定葉片間的裂紋評估值，其為0.0-1.0之間小數(shù)；β0、β1、β2分別為第一校正系數(shù)、壓力校正系數(shù)和流速校正系數(shù)；xn為第n組兩個所述定葉片間的壓力和值；vn為第n組兩個所述定葉片間的流速均值；δ為誤差參數(shù)；
29、訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合，其用于存儲若干個存在裂紋的轉(zhuǎn)葉片在歷史運行過程中蒸汽經(jīng)過所述定葉片間的壓力和值和流速均值，同時根據(jù)裂紋程度設(shè)定裂紋評估表，所述裂紋評估表中存儲各程度裂紋的裂紋評估值；
30、訓(xùn)練生成單元，其與所述建模單元和所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合連接，用于將各個歷史裂紋評估值及其對應(yīng)的歷史壓力和值、歷史流速均值代入所述裂紋訓(xùn)練模型中，估算第一校正系數(shù)β0、壓力校正系數(shù)β1、流速校正系數(shù)β2以及誤差參數(shù)δ，生成裂紋評估模型ln＝β0+β1*xn+β2*vn+δ。
31、優(yōu)選的，在上述的一種汽輪機葉片裂紋評估及預(yù)警系統(tǒng)中，所述周期評估模塊包括：
32、周期設(shè)定單元，其與各個所述壓力傳感單元和所述流速傳感單元連接，用于預(yù)先設(shè)定監(jiān)測周期，在汽輪機運行過程中控制各個所述壓力傳感單元和所述流速傳感單元按照監(jiān)測周期定時獲取蒸汽壓力數(shù)據(jù)和流速數(shù)據(jù)；
33、評估生成單元，其與所述接收前端一和所述訓(xùn)練生成單元連接，用于分別將相同一級分組中各二級分組的壓力和值和流速均值對應(yīng)代入所述裂紋評估模型中，經(jīng)計算獲得各個一級分組中的若干個實際裂紋評估值；所述評估生成單元預(yù)先設(shè)定有評估標(biāo)準(zhǔn)值，將生成的實際裂紋評估值與評估標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比，分別統(tǒng)計各個一級分本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種汽輪機葉片裂紋評估及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽輪機葉片裂紋評估及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述湍流監(jiān)測模塊包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽輪機葉片裂紋評估及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述接收前端一的初步處理過程包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種汽輪機葉片裂紋評估及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲波檢測模塊包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種汽輪機葉片裂紋評估及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述接收前端二的初步處理過程包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種汽輪機葉片裂紋評估及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述模型訓(xùn)練模塊包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種汽輪機葉片裂紋評估及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述周期評估模塊包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種汽輪機葉片裂紋評估及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述分析預(yù)警模塊包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種汽輪機葉片裂紋評估及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述分析預(yù)警模塊的分析過程包括運行狀態(tài)分析和停機狀態(tài)分析；在運行狀態(tài)分析過程中，所述
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種汽輪機葉片裂紋評估及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲波檢測模塊還包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種汽輪機葉片裂紋評估及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽輪機葉片裂紋評估及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述湍流監(jiān)測模塊包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽輪機葉片裂紋評估及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述接收前端一的初步處理過程包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種汽輪機葉片裂紋評估及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲波檢測模塊包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種汽輪機葉片裂紋評估及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述接收前端二的初步處理過程包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種汽輪機葉片裂紋評估及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述模型訓(xùn)練模塊包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王虎強，高健，張明輝，
申請(專利權(quán))人：北方聯(lián)合電力有限責(zé)任公司包頭第一熱電廠，
類型：發(fā)明
國別省市：
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