[实用新型]基于带冠叶片耦合特征的叶尖间隙标定测量系统

说明书

本实用新型公开一种基于带冠叶片耦合特征的叶尖间隙标定测量系统，包括汽轮机及带冠叶片，还包括电涡流传感器、信号调理模块、信号调理集成主机、信号采集模块、信号采集集成主机和计算机；所述电涡流传感器通过传感器信号线与信号调理模块相连，所述信号采集模块通过连接线与信号调理模块相连，所述信号采集模块通过连接线与计算机相连，所述信号调理模块放置于信号调理集成主机中，所述信号采集模块放置于信号采集集成主机中；所述带冠叶片安装于所述三维移动台上，通过电机控制所述三维移动台的移动；用于测量时所述电涡流传感器安装于汽轮机的静止机匣上，用于标定时所述电涡流传感器固定于带冠叶片上方。

技术领域

本实用新型属于电涡流式精密测量技术领域，尤其涉及一种基于带冠叶片耦合特征的电涡流式叶尖间隙标定测量系统。

背景技术

随着电厂往大功率、智能化、安全可靠的方向发展，汽轮机叶片作为做功核心部件承受的负荷越来越复杂。尤其是在目前的灵活性电力调峰应用中，叶片的工作状态不稳定，如负荷、转速、压力、湿度等，导致叶片故障发生几率增多。因此对汽轮机叶片进行实时状态监测可提高机组的运行安全性及效率，延长维护周期。降低维修成本。

叶片的主要状态参数为叶片径向位移、周向位移及方向角，其中径向位移直接决定叶尖间隙的变化。叶尖间隙是影响汽轮机性能的重要参数，叶尖间隙过大将导致汽轮机效率下降，甚至会引发喘振；叶尖间隙过小，将导致叶片与机匣间的摩擦，产生故障，影响汽轮机运转安全。因此将叶尖间隙控制在最佳范围内，是保证机组在高效安全状态下运行的有效措施。

叶尖间隙测量技术是将传感器安装在旋转机械的静止机匣上，实现叶尖距传感器间隙值的测量。目前的测量方法包括放电探针法、激光三角法、光纤束法、电容法等。放电探针法可耐温600℃，测量分辨率约为10um，但只能测量所有叶片的最小叶尖间隙且不能实时在线测量，仅适合盘车工作状态下叶尖间隙的测量；激光三角法可实现高温环境(环境温度高于1000℃)下的高速测量，精度约为30-50um，但传感器体积较大，不适合现场安装，且该系统更适合检测叶尖最大间隙，不宜用于单个叶尖间隙值以及间隙平均值检测；光纤束法探头体积小，结构比较简单，分辨力与灵敏度较高，频带宽，动态响应好，但其测量结果易受被测叶片反射系数、传感器的安装角度、安装位置以及传感器工作环境的影响；电容法基于平行平板电容原理，通过测量传感器电极与转子叶尖间的电容实现叶尖间隙的测量，通常间隙电容值在1pF以内，因此需要高信噪比的信号处理电路，同时易受工作环境的影响。

电涡流法和上述方法相比，克服了放电探针法、激光三角法、光纤束法及电容法等传感技术受机组运行环境及工况变化影响的约束，具有结构简单，信噪比高，频率响应快，能在较污染的环境下工作的优点，因此非常适合电厂汽轮机叶片状态监测，具有较高的工程实践价值。

同时，虽然电涡流法有一定的温度条件限制，但其工作温度(260℃以下)已远远满足电厂汽轮机叶片的工作环境要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种基于带冠叶片耦合特征的叶尖间隙标定测量系统，本实用新型基于电涡流测量原理，利用带冠叶片的耦合特征，设计带冠叶片叶尖间隙标定系统与标定方案从而获得带冠叶片叶尖间隙-电压标定曲线和标定系数。依据电涡流测量原理和带冠叶片叶尖间隙-电压标定曲线和标定系数搭建带冠叶片叶尖间隙测量系统，实现对汽轮机带冠叶片叶尖间隙的实时测量。可精确测量汽轮机带冠叶片在高速旋转时的叶尖间隙，满足电厂在汽轮机带冠叶片高速旋转时的实时监测要求，保证电厂工作的安全可靠性，减少停机检查等带来的成本增加，提高电厂的经济效益。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：