一种汽轮机组状态智能监测预警系统的制作方法

本发明涉及机械工程领域，具体而言，是一种汽轮机组状态智能监测预警系统。

背景技术：

1、随着工业的不断发展，汽轮机组作为重要的动力设备，在电力、化工、冶金等众多领域广泛应用，汽轮机组的安全、稳定、高效运行对于生产过程至关重要，然而，由于长期处于复杂的运行环境中，汽轮机组可能会面临各种故障和异常情况，传统的监测方法往往存在一定的局限性，难以全面、及时、准确地捕捉机组的状态变化，同时随着工业生产规模的不断扩大和技术要求的日益提高，对汽轮机组的性能和可靠性也提出了更高的要求。

2、如现有的申请号为202010610087.x的中国专利公开了汽轮机运行性能监测方法、装置及电子设备，该方案通过计算汽轮机组的实时热耗率及平均热耗率，并确定两者差值，以此来监测汽轮机组运行性能，能够及时发现汽轮机组运行性能是否异常，通过连续预定次数超出预定比例的判断方式提高了准确性，还可以利用背压修正曲线对实时热耗率进行修正，使监测更精准，利用支持向量机算法对差值进行时序预测，进一步提高对性能异常的预判能力。

3、通过稳态筛选剔除无效数据得到稳定工况的能效状态指标数据，进行工况划分和聚类找到特定类的数据，利用样本集训练多元状态评估模型并得到能效状态指标预测值，通过修正信息熵权法确定权重值来计算能效状态指标预测值与真实值的偏离程度，从而构建汽轮机组的能效状态指数，有助于更全面、深入地掌握汽轮机组的能效状况，为提高机组运行效率、实现节能增效以及保障机组的稳定可靠运行提供重要支撑。

4、但是上述专利中存在以下问题：一、该方案对汽轮机组不同工况下的适应性不够完善，不同工况可能会对热耗率等参数产生较大影响，比如机械状态参数（振动频率、振动位移）、转速的差异、进气条件的不同（进气温度、湿度等变化），可能导致面临突发状况时缺乏有效的应对措施，进而影响整个生产的正常运转。

5、二、该方案没有考虑油液的品质对汽轮机组运行的影响，包括油液的清洁度、黏度等指标，可能会导致在实际应用中遇到一些与油液相关的问题时缺乏应对策略或准确的理解。

技术实现思路

1、为了克服背景技术中的缺点，本发明实施例提供了一种汽轮机组状态智能监测预警系统，能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：本发明提供了一种汽轮机组状态智能监测预警系统，包括：机械状态检测模块，用于对汽轮机组的机械状态参数进行检测，机械状态参数包括各设备的振动频率、振动位移、动静部件的间隙大小。

3、机械状态分析模块，用于根据汽轮机组的机械状态参数分析得到汽轮机组的机械状态评价系数，并进行反馈。

4、温度检测分析模块，用于对汽轮机组的温度参数进行检测，分析得到汽轮机组的温度评价系数，并进行反馈，温度参数包括轴瓦、气缸、蒸汽管道温度波动程度。

5、压力检测分析模块，用于对汽轮机组的压力参数进行检测，分析得到汽轮机组的压力评价系数，并进行反馈，压力参数包括蒸汽管道各时间点的蒸汽压力、润滑油管路各时间点的润滑油压力。

6、运行特征参数获取模块，用于对汽轮机组的运行特征参数进行获取，运行特征参数包括汽轮机转轮转速、汽缸膨胀量、异响系数。

7、运行特征参数分析模块，用于根据汽轮机组的运行特征参数分析得到汽轮机组的运行特征评价指数，并进行反馈。

8、油液评价模块，用于对汽轮机组油液的黏度、清洁度、含水率进行检测，分析得到汽轮机组油液评价系数，并进行反馈。

9、管理数据库，用于存储预设的最大分贝值。

10、优选的，所述机械状态检测模块的具体分析方法为：第一步，对汽轮机组各设备进行编号，编号为，在汽轮机组各设备上选取定位点，对汽轮机组各设备定位点进行三维坐标获取，记为，同时按照设定时长划分时间段，通过振动传感器对各时间段汽轮机组各设备的振动次数进行检测，记为，表示第个时间段的编号，，将设定时长记为，通过公式得到汽轮机组各设备的振动频率，表示汽轮机组的设备数量，并在汽轮机组各设备停止工作后对汽轮机组各设备定位点再次进行三维坐标获取，记为，将其代入到公式得到汽轮机组各设备的振动位移。

11、第二步，在汽轮机组各设备的动静部件上选取若干个测量点，记为汽轮机组各设备各测量点，同时选取固定的基准面，通过激光测距设备分别测量汽轮机组各设备各测量点到基准面的距离，记为，表示第个测量点的编号，，按照设定位置选取位置点，记为各位置点，当动静部件运动到各位置点时，对汽轮机组各设备各测量点到基准面的距离再次进行测量，将测得的汽轮机组各设备各测量点到基准面的距离记为，表示第个位置点的编号，，将其代入到公式得到汽轮机组各设备动静部件的间隙大小，表示位置点的数量，表示测量点的数量。

12、优选的，所述机械状态分析模块的具体分析方法为：分别读取汽轮机组各设备的振动频率、振动位移、动静部件的间隙大小，将其代入到公式得到汽轮机组的机械状态评价系数，分别表示预设的振动频率、振动位移、动静部件的间隙大小的参考值，分别表示设定的振动频率、振动位移、动静部件的间隙大小的权值因子，表示自然常数，将汽轮机组的机械状态评价系数同预设的机械状态评价系数阈值进行比对，若汽轮机组的机械状态评价系数大于或等于预设的机械状态评价系数阈值，则表示汽轮机组的机械状态评价系数合格，反之则表示汽轮机组的机械状态评价系数不合格，对系统进行反馈。

13、优选的，所述温度检测分析模块的具体分析方法为：分别在汽轮机组设备的轴瓦、气缸、蒸汽管道上取若干个检测点，并按照设定时间取若干个时间点，记为各检测点各时间点，通过温度传感器分别对轴瓦、气缸、蒸汽管道各检测点各时间点的温度进行检测，记为，表示第个检测点的编号，，表示第个时间点的编号，，通过对轴瓦各检测点各时间点的温度求取平均值得到轴瓦各检测点的温度，记为，将其代入到公式得到轴瓦温度波动程度，表示时间点的数量，表示检测点的数量，按照分析轴瓦温度波动程度的方法对气缸、蒸汽管道各检测点各时间点的温度进行分析，得到气缸、蒸汽管道温度波动程度，记为，通过公式得到汽轮机组的温度评价系数，将汽轮机组的温度评价系数同预设的温度评价系数阈值进行比对，若汽轮机组的温度评价系数大于或等于预设的温度评价系数阈值，则表示汽轮机组的温度评价系数合格，反之则表示汽轮机组的温度评价系数不合格，对其进行反馈。

14、优选的，所述压力检测分析模块的具体分析方法为：通过压力传感器对蒸汽管道各检测点各时间点的气压进行检测，记为，通过公式得到蒸汽管道各时间点的蒸汽压力，表示检测点的数量，同时在润滑油管路中按照设定距离选取检测点，记为各润滑油管路检测点，对各润滑油管路检测点各时间点的压力进行检测并按照分析蒸汽管道各时间点的蒸汽压力的方法，分析得到润滑油管路各时间点的润滑油压力，记为，将其代入到公式得到汽轮机组的压力评价系数，表示时间点的数量，表示设定的参考蒸汽压力，表示设定的参考润滑油压力，分别表示设定的蒸汽压力、润滑油压力的权值因子，将汽轮机组的压力评价系数同预设的压力评价系数阈值进行比对，若汽轮机组的压力评价系数大于或等于预设的压力评价系数阈值，则表示汽轮机组的压力评价系数合格，反之则表示汽轮机组的压力评价系数不合格，对其进行反馈。

15、优选的，所述运行特征参数获取模块的具体分析方法为：第一步，将转速传感器安装在汽轮机的转轴上，检测汽轮机转轮各时间段的转速，记为，通过公式得到汽轮机转轮转速，表示时间段的数量。

16、第二步，通过汽缸设定测量位置上安装的线性位移传感器对汽缸各时间点的的轴向位移量进行检测，记为汽缸各时间点轴向位移量，并通过对其进行累加得到汽缸的轴向移动距离，记为，同时按照分析汽缸的轴向移动距离的方法对汽缸的径向移动距离进行分析，记为，将其代入到公式得到汽轮机组的汽缸膨胀量，表示自然常数，表示设定的移动距离参考值。

17、优选的，所述汽轮机组的异响系数的具体分析方法为：第一步，对汽轮机组工作环境的噪音值进行采集，将其记为初始环境噪音值，并对汽轮机组运行时的噪音进行监测，记为汽轮机组运行噪音。

18、第二步，获取汽轮机组运行噪音在各频率点的分贝值，通过将其同汽轮机组工作环境的噪音值作差得到汽轮机组运行噪音各频率点实际分贝值，将其和预设的最大分贝值进行比对，若某频率点实际分贝值大于预设的最大分贝值，则将该频率点记为异响频率点。

19、第三步，统计汽轮机组运行噪音各异响频率点噪音的分贝值，分析得到汽轮机组的异响系数。

20、优选的，所述运行特征参数分析模块的具体分析方法为：读取到汽轮机转轮转速、汽缸膨胀量、异响系数，将异响系数记为并代入到公式得到汽轮机组的运行特征评价指数，其中分别表示设定的转轮转速、汽缸膨胀量、异响系数的权值因子，分别表示预设的转轮转速、汽缸膨胀量的参考值，表示自然常数，将汽轮机组的运行特征评价指数同预设的运行特征评价指数阈值进行比对，若汽轮机组的运行特征评价指数大于或等于预设的运行特征评价指数阈值，则表示汽轮机组的运行特征评价指数合格，相反则表示不合适，将其对系统进行反馈。

21、优选的，所述油液评价模块的具体分析方法为：第一步，从汽轮机组油液中抽取设定量作为样品，记为油液抽检样品，将油液抽检样品吸入黏度计，依靠重力自然流经毛细管，对油液从毛细管起始刻度线流至终止刻度线所用的时长进行记录，记为汽轮机组油液流动时长,通过黏度计算公式得到汽轮机组油液的黏度，记为。

22、第二步，将油液抽检样品注入颗粒计数器，并按照设定划分粒径范围，记为各粒径范围，统计得到各粒径范围内的颗粒数量，同时按照设定粒径阈值将各粒径范围划分为较小粒径区间、较大粒径区间，从各粒径范围内的颗粒数量中筛选出较小粒径区间、较大粒径区间对应的颗粒数量，分别记为，通过公式得到汽轮机组油液的清洁度，分别表示预设的较小粒径区间、较大粒径区间的参考颗粒数量，表示设定的较小粒径区间、较大粒径区间对应的颗粒数量的权值因子。

23、第三步，将油液抽检样品也加入到滴定池中，开启滴定装置将卡尔费休试剂注入滴定池中，同时利用电位计实时监测电位，当电位达到设定值时停止滴定，记录滴定消耗的卡尔费休试剂的量，通过计算得到汽轮机组油液的含水量，并通过将其除以油液抽检样品总量得到汽轮机组油液的含水率，记为。

24、优选的，所述汽轮机组油液评价系数的具体分析方法为：读取汽轮机组油液的黏度、清洁度、含水率，将其代入到公式得到汽轮机组油液评价系数，表示设定的黏度参考值，分别表示设定的油液的黏度、清洁度、含水率的权值因子，将汽轮机组油液评价系数同预设的油液评价系数阈值进行比对，若汽轮机组油液评价系数大于或等于预设的油液评价系数阈值，则表示汽轮机组油液评价系数合格，反之则表示不合格，将其反馈给系统。

25、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：一、本发明根据汽轮机组的机械状态参数分析得到汽轮机组的机械状态评价系数，能准确了解机组机械结构的健康程度，及时发现潜在问题，确保机械性能稳定。

26、二、本发明根据汽轮机组的运行特征参数分析得到汽轮机组的运行特征评价指数，能够更全面、准确地反映汽轮机组的实际运行状况，及时发现潜在问题并进行反馈。

27、三、本发明根据汽轮机组的温度、压力参数分析得到汽轮机组的温度、压力评价系数，可监测热工状态，保障机组在适宜的温度和压力环境下工作，预防热相关故障。

28、四、本发明根据汽轮机组油液的黏度、清洁度、含水率进行检测，分析得到汽轮机组油液评价系数，并对系统进行反馈，能保证油液质量良好，起到润滑、冷却等作用，延长机组零部件寿命。

技术特征：

1.一种汽轮机组状态智能监测预警系统，其特征在于，该系统具体包括以下模块：

2.根据权利要求1所述的一种汽轮机组状态智能监测预警系统，其特征在于，所述机械状态检测模块的具体分析方法为：

3.根据权利要求2所述的一种汽轮机组状态智能监测预警系统，其特征在于，所述机械状态分析模块的具体分析方法为：

4.根据权利要求1所述的一种汽轮机组状态智能监测预警系统，其特征在于，所述温度检测分析模块的具体分析方法为：

5.根据权利要求4所述的一种汽轮机组状态智能监测预警系统，其特征在于，所述压力检测分析模块的具体分析方法为：

6.根据权利要求2所述的一种汽轮机组状态智能监测预警系统，其特征在于，所述运行特征参数获取模块的具体分析方法为：

7.根据权利要求6所述的一种汽轮机组状态智能监测预警系统，其特征在于，所述汽轮机组的异响系数的具体分析方法为：

8.根据权利要求7所述的一种汽轮机组状态智能监测预警系统，其特征在于，所述运行特征参数分析模块的具体分析方法为：

9.根据权利要求1所述的一种汽轮机组状态智能监测预警系统，其特征在于，所述油液评价模块的具体分析方法为：

10.根据权利要求9所述的一种汽轮机组状态智能监测预警系统，其特征在于，所述汽轮机组油液评价系数的具体分析方法为：

技术总结
本发明涉及机械工程领域，具体而言，涉及一种汽轮机组状态智能监测预警系统，包括机械状态检测模块、机械状态分析模块、温度检测分析模块、压力检测分析模块、运行特征参数获取模块、运行特征参数分析模块、油液评价模块、管理数据库，本系统根据汽轮机组的机械状态参数分析得到汽轮机组的机械状态评价系数，根据汽轮机组的温度、压力参数分析得到汽轮机组的温度、压力评价系数，根据汽轮机组的运行特征参数分析得到汽轮机组的运行特征评价指数，根据汽轮机组油液的黏度、清洁度、含水率分析得到汽轮机组油液评价系数，并向系统进行反馈，能够从多个方面深入了解汽轮机组的实际情况，实现全面且细致的监测和分析。

技术研发人员：杨建刚,陆天浩,戴德祥
受保护的技术使用者：南京云起共振电力科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5