[实用新型]在线自动检测异常振动的汽轮机超速保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种汽轮机超速保护装置。

背景技术

国内在汽轮机振动故障诊断方面的研究起源于上个世纪八十年代，由于国内机组振动的特殊性，使得技术人员在振动故障诊断方法，故障机理研究方面较国外技术员具有独特的见解，经过多年现场故障诊断的实践，在机组振动故障特征方面积累了丰富的知识。故障诊断从具体实施方式来分，可分为在线诊断和离线诊断，前者是对运行状态下的汽轮机机组振动故障原因做出粗略的诊断，以便操作人员做出纠正性操作，防止事故扩大，因此诊断时间上要求很紧迫。现有技术中有用于在线振动故障检测的自动化设备，这些设备都是将分散的专家经验系统化、条理化和集成化，进而通过逻辑器件实现对振动故障的探测。相比于离线诊断，现有技术中的在线诊断具有一定的及时性，但这些都是基于人为观察时发现异常振动，再通过仪器设备检测，因此这样的在线诊断方式仍有明显的滞后性，不适于现代企业生产发展的需要。

导致汽轮机的异常振动的原因大致包括以下几个方面：转子安装不当、转子质量分布不均、运动摩擦导致的部件磨损等。这些原因导致的汽轮机异常振动会以特定的形式表现出来，但现有技术中没有综合和设计合理的设备能通过检测异常振动发生时微弱特殊的工作状况来判断是否发生异常振动。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种汽轮机超速保护装置，它能够在汽轮机工作时检测出汽轮机微弱的肉眼不易察觉的异常振动，并在异常振动发生的最初阶段及时执行保护功能。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：该汽轮机超速保护装置包括三组独立工作的速度检测电路、三选二电路、保护执行电路，所述速度检测电路的输出端都与三选二电路的输入端连接，所述三选二电路的输出端与保护执行电路的输入端连接，所述速度检测电路至少包括单片机、传感器信号调整电路和输入设备，所述传感器信号调整电路的输出端与单片机连接，所述输入设备与单片机连接，所述速度检测电路还包括转速超越报警电路和转速异常报警电路，所述转速超越报警电路包括高值转速比较器、触发锁存器、低值转速比较器、反向控制器和与门处理电路，所述高值转速比较器的输入端与传感器信号调整电路的输出端连接，所述高值转速比较器的控制端与单片机连接，所述高值转速比较器的输出端与触发锁存器的输入端连接，所述触发锁存器的输出端与与门处理电路的输入端连接，所述低值转速比较器的输入端与传感器信号调整电路的输出端连接，所述低值转速比较器的控制端与单片机连接，所述低值转速比较器的输出端与反向控制器的输入端连接，所述反向控制器的输出端与与门处理电路的输入端连接，所述与门处理电路的输出端与单片机连接。由于转子异常振动时汽轮机的转速会出现超越现象，即转速高出一个最高值后低于一个最低值，此时转速开始出现不合理的波动，而且波动幅度会随着工作时间推移而越加剧烈，实践证明在转速出现超越即不合理波动时转子就处于异常振动的状态。由此通过检测汽轮机转速是否有超越现象就可判断转子的振动情况。所述转速异常报警电路包括延时开关电路和转速比较电路，所述延时开关电路的输入端与传感器信号调整电路的输出端连接，所述延时开关电路的输出端与转速比较电路的输入端连接，所述转速比较电路的输出端与单片机连接，所述延时开关电路的控制端与单片机连接，所述转速比较电路的控制端与单片机连接。因为汽轮机安装不当会造成汽轮机工作时出现在一定时间内汽轮机转速达不到预定转速的情况，因此通过检测汽轮机转速的异常情况可以直接判断是否潜在安全隐患。该转速异常报警电路的延时开关电路可从传感器信号调整电路获取转速信号，并在允许的时间段内将转速信号传递给转速比较电路，在该时间段内转速比较电路获取最大的转速值并与预设值比较，当最大的转速值小于预设值时汽轮机转速就为异常状态，此时汽轮机极易出现异常振动的情况；当最大的转速值大于等于预设值时汽轮机转速正常。来自转速超越报警电路和转速异常报警电路的检测得到的报警信号都先会传送给各自所在的单片机，经过单片机运算后输出跳闸信号，跳闸信号再经三选二电路进一步逻辑运算以排除各种干扰的可能后输出有效的跳闸信号。本实用新型的汽轮机转速超速保护装置同时具有转速超越报警电路和转速异常报警电路，可以较为全面、综合地检测出汽轮机异常振动发出的微弱的特定状况，根据这些前兆来实现消除安全隐患的目的。

作为本实用新型的优选，所述速度检测电路还包括数据显示电路、故障报警指示灯，所述数据显示电路、故障报警指示灯都与单片机连接。数据显示电路能将汽轮机转速实时显示出来，进而便于工作人员直观的得知该速度检测电路所检测到的汽轮机转速。故障报警指示灯能够直观显示汽轮机是否有异常振动的状况发生。