用于監測旋轉構件的操作的系統和方法技術方案

本發明專利技術涉及用于監測旋轉構件的操作的系統和方法。提供一種用于監測轉子組件(132)的操作的系統。該系統包括多個間隙傳感器(230)，其包括至少第一間隙傳感器(240,250)，第一間隙傳感器(240,250)配置成測量在第一傳感器與鎖線突出部(220)的表面(242,252)之間的距離；以及監測單元(244)，其聯接到多個間隙傳感器，該監測單元配置成：從多個間隙傳感器接收測量；以及基于所接收到的測量來確定在轉子組件中是否存在裂縫。

【技術實現步驟摘要】

本文所公開的主題大體涉及監測系統，且更具體而言，涉及用于監測轉子組件的操作的系統和方法。
技術介紹
已知的機器，諸如燃氣渦輪，包括轉子組件。轉子組件可在操作期間表現出振動或其它行為。傳感器可用于監測這種行為，以確定ー個或多個構件的操作狀況。例如，傳感器可測量在馬達驅動軸中所引起的振動量、馬達驅動軸的旋轉位置或位移，和/或機器或馬達的其它操作特征。通常，傳感器聯接到監測系統，監測系統包括多個監測器和至少ー個處理器。監測系統接收表示從傳感器感測的測量的信號。至少ー些已知的監測系統使用振動傳感器來確定在被監測的構件中裂縫的存在。但是，由于振動傳感器只能檢測到裂縫的存在，但不能查明裂縫的位置，所以至少ー些已知的監測系統不能準確地確定裂縫的位置。此外，盡管至少ー些已知的監測系統使用間隙傳感器企圖確定裂縫的位置，但由于在被監測的機器內的傳感器的溫度限制和空間限制，這些監測系統中的至少ー些不能監測燃氣渦輪發動機中的正在操作(即，聯機)的轉子組件。
技術實現思路
在一方面，提供一種用于監測轉子組件的操作的系統。該系統包括多個間隙傳感器，包括至少第一間隙傳感器，第一間隙傳感器配置成測量在第一傳感器與鎖線突出部(tab)的表面之間的距離；以及監測單元，其聯接到多個間隙傳感器，監測單元配置成:從多個間隙傳感器接收測量；以及基于所接收到的測量來確定在轉子組件中是否存在裂縫。在另一方面，提供一種用于監測轉子組件的操作的監測單元。該監測単元包括:存儲裝置，其配置成:存儲從多個間隙傳感器接收的測量，多個間隙傳感器包括:至少第一傳感器，其配置成測量在第一傳感器與鎖線突出部的表面之間的距離；以及處理裝置，其聯接到存儲裝置且配置成基于存儲的測量來確定在轉子組件中是否存在裂縫。在又一方面，提供一種用于監測轉子組件的操作的方法。該方法包括:從至少ー個間隙傳感器采集指示在至少ー個間隙傳感器與轉子組件的構件之間的距離的測量，其中至少ー個間隙傳感器包括第一傳感器，其配置成測量在第一傳感器與鎖線突出部的表面之間的距離；將所采集的測量傳輸到監測單元；以及，使用監測單元基于所接收到的測量來確定在轉子組件中是否存在裂縫。附圖說明圖1為示例性渦輪發動機的示意截面圖。圖2為可用于圖1所示的渦輪發動機的示例性轉子組件的示意截面圖。圖3為圖2所示的轉子組件的一部分的放大視圖。圖4為可用于圖2所示的轉子組件的示例性監測單元的框圖。部件列表 100渦輪發動機 102轉子軸 112進氣區段 114壓縮機區段 116燃燒器區段 118渦輪區段 120排氣區段 122轉子軸 124燃燒器 126燃料噴射組件 128負載 130轉子盤組件 132轉子組件 202轉子葉輪(wheel) 204縱向軸線 206動葉 208外殼體 210基部 212頂端 214前緣 216后緣 220鎖線突出部 230間隙傳感器 240第一傳感器 242第一表面 244監測單元 246第一纜線248_膜(diaphragm)密封件 250第二傳感器 252第二表面 256第二纜線 260第三傳感器 266第三纜線 270第四傳感器 276第四纜線 400監測單元 410存儲裝置 415處理器 420展示接ロ 425用戶 430輸入接ロ 435用戶輸入接ロ 440通信接ロ。具體實施例方式本文所述的系統和方法允許準確地識別在燃氣渦輪的轉子組件中的裂縫。多個間隙傳感器周期性地測量到轉子組件的構件的距離。更具體而言，至少ー個傳感器測量在傳感器與鎖線突出部的表面之間的距離。多個間隙傳感器所獲得的測量傳輸到監測單元，監測單元使用測量來確定是否存在任何開裂。監測單元還可比較來自至少兩個間隙傳感器的測量來確定在構件上的裂縫的位置。本文所述的方法和系統的技術效果包括下列中的至少ー個:(a)從至少一個間隙傳感器采集指示在至少ー個傳感器與轉子組件的構件之間的距離的測量，其中至少ー個間隙傳感器包括第一傳感器，其配置成測量在第一傳感器與鎖線突出部的表面之間的距離；(b)將所采集的測量傳輸到監測單元；以及(C)基于所接收到的測量來確定在轉子組件中是否存在裂縫。圖1為示例性渦輪發動機100的示意截面圖。更具體而言，在示例性實施例中，渦輪發動機100為燃氣渦輪發動機。雖然示例性實施例是針對于燃氣渦輪發動機,但本專利技術并不限于任何特定發動機，且本領域技術人員應意識到本專利技術可結合其它渦輪發動機和/或并非轉子組件的旋轉結構來使用。在示例性實施例中，渦輪發動機100包括:進氣區段112 ;壓縮機區段114，其在進氣區段112的下游；燃燒器區段116，其在壓縮機區段114的下游；渦輪區段118，和在燃燒器區段116的下游；以及排氣區段120。在示例性實施例中，渦輪區段118經由轉子軸122聯接到壓縮機區段114。備選地，渦輪發動機100并不包括將渦輪區段118聯接到壓縮機區段114的轉子軸102。在示例性實施例中，燃燒器區段116包括多個燃燒器124。燃燒器區段116聯接到壓縮機區段114，使得每個燃燒器124與壓縮機區段114流動連通。燃料噴射組件126聯接于每個燃燒器124內。渦輪區段118聯接到壓縮機區段114并且聯接到負載128，負載128為諸如(但不限干)發電機和/或機械驅動應用。在示例性實施例中，每個壓縮機區段114和渦輪區段118包括至少ー個轉子盤組件130，轉子盤組件130聯接到轉子軸122以形成轉子組件132。圖2為可用于渦輪發動機100 (在圖1中示出)的轉子組件132的示意截面圖。圖3為沿著區域3(在圖2中示出)所截取的轉子組件132的一部分的放大視圖。在示例性實施例中，轉子組件132包括轉子葉輪202，轉子葉輪202包圍在軸向通過轉子組件132延伸的縱向軸線204。多個動葉206聯接到轉子葉輪202且每個轉子葉輪沿垂直于縱向軸線204的徑向方向從轉子葉輪202徑向向外朝向外殼體208延伸。此外，每個動葉206徑向從基部210延伸到頂端212，且在軸向從前緣214延伸到后緣216。在基部210處的鎖線突出部220相對于轉子葉輪202固連動葉206的軸向位置。盡管在圖2中示出了僅ー個動葉206，但是轉子組件132包括多個動葉206，動葉206聯接到轉子葉輪202且從轉子葉輪202徑向向外延伸。照此，在操作期間，轉子葉輪202和動葉206繞縱向軸線204同時旋轉。轉子組件132還包括一個或多個間隙傳感器230，其各監測鎖線突出部220和/或動葉206的相對位置以允許確定任何鎖線突出部220和/或動葉206是否已經形成了任何裂縫,如在下文中更詳細地描述地。在示例性實施例中，間隙傳感器230為電容探頭，其具有相對高的溫度容限。因此，間隙傳感器230各基于所檢測的電容來測量到構件的表面的距離。備選地，間隙傳感器230可為任何其它類型的傳感器，其允許轉子組件132如本文所述地起作用。雖然在示例性實施例中，間隙傳感器230測量鎖線突出部220和/或動葉206的位置和位移，但是間隙傳感器230可測量允許轉子組件132如本文所述地起作用的轉子組件132中的任何構件的任何表面和/或特征的位置和位移。例如，間隙傳感器230可測量靠近基座210、本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于監測轉子組件(132)的操作的系統，所述系統包括：多個間隙傳感器(230)，其包括至少第一間隙傳感器(240,250)，所述第一間隙傳感器(240,250)配置成測量在所述第一傳感器與鎖線突出部(220)的表面(242,252)之間的距離；以及監測單元(244)，其聯接到所述多個間隙傳感器，所述監測單元配置成：從所述多個間隙傳感器接收測量；以及基于所述接收到的測量來確定在所述轉子組件中是否存在裂縫。

【技術特征摘要】
2011.11.04 US 13/289,6801.一種用于監測轉子組件(132)的操作的系統，所述系統包括: 多個間隙傳感器(230)，其包括至少第一間隙傳感器(240，250)，所述第一間隙傳感器(240, 250)配置成測量在所述第一傳感器與鎖線突出部(220)的表面(242，252)之間的距離；以及 監測單元(244)，其聯接到所述多個間隙傳感器，所述監測単元配置成: 從所述多個間隙傳感器接收測量；以及 基于所述接收到的測量來確定在所述轉子組件中是否存在裂縫。2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述第一傳感器(240)包括被定位成測量在所述第一傳感器與所述鎖線突出部(220)的表面(242)之間的距離的傳感器，所述鎖線突出部(220)的表面(242)大致平行于所述轉子組件(132)的縱向軸線(204)。3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述第一傳感器(250)包括被定位成測量在所述傳感器與所述鎖線突出部(220)的表面(252)之間的距離的傳感器，所述鎖線突出部(220)的表面(252)大致垂直于所述轉子組件的縱向軸線(204)。4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述多個間隙傳感器(230)還包括至少第二傳感器(260，270)，所述第二傳感器(260，270)被定位成測量在所述第二傳感器與聯接到所述轉子組件(132)的動葉(206)的表面(212)之間的距離。5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，所述第二傳感器(260)包括被...

【專利技術屬性】
技術研發人員：TJ貝青格爾，VV巴達米，W盧，SM霍伊特，MD戈德博爾，R尤加納塔巴布，A巴塔查亞，JJ基特爾森，
申請(專利權)人：通用電氣公司，
類型：發明
國別省市：