一种核电柴油机的监测系统

技术领域

本发明涉及核电柴油机技术领域，尤其涉及一种核电柴油机的监测系统。

背景技术

四冲程核电柴油机的工作循环一般包括进气、压缩、膨胀及做功和排气这四个过程，而每个工作循环都主要依靠其曲轴箱内的曲轴、连杆和活塞等运动件产生的往复运动将燃油的内能转化为机械能，并对外输出功率。柴油机作为往复式机械装置，其运行时往往产生振动，由于柴油机故障种类多，对其监测难度大，其中振动监测利用柴油机各机构零部件间隙过大时，产生的振动特性变化来进行状态监测，利用关键部位的振动信号进行分析处理，实现故障定位等功能。

另一方面，柴油机运行时需要滑油提供冷却和润滑，当润滑油在工作中受高温和燃烧污染物等影响，其物理化学性质会发生改变，此外，滑油的污染物还包括零部件的磨损颗粒，滑油监测技术可以对滑油的状态进行监测，得到柴油机润滑油的理化性能指标，以及携带的磨损颗粒信息，来定性和定量的评价设备的运行状态。

上述柴油机的振动信息、滑油状态信息以及柴油机本体的热工运行参数进行有机融合，通过数据通讯的方式上传至状态监测装置，实现都对所有数据的实时监测、存储和变化查询，为柴油机的故障诊断分析提供技术支撑。

核电柴油机作为核电厂内重要的运行设备，在厂区断电情况下应能稳定可靠运行并提供后备的电力输送，但是目前其现有系统的状态数据监测手段有限，无法监测柴油机振动信息和滑油状态信息，也没有对运动件的数据存储和分析功能，无法及时发现柴油机的隐性缺陷，无法保证核电柴油机安全可靠运行。

因此，有必要提供一种核电柴油机的监测系统解决上述技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种核电柴油机的监测系统。

本发明提供的一种核电柴油机的监测系统包括状态监测装置、在线振动监测装置和滑油监测装置，状态监测装置作为显示终端，可通过数据通讯的方式接收外部信号，实现对机组振动、滑油状态、机组热工参数及辅机系统参数的存储及显示；在线振动监测装置利用振动传感器监测柴油机气缸，曲轴箱和发电机轴承、底座等振动信息，判断机组运行振动的状态；滑油监测装置实现对柴油机滑油颗粒等参数的监测，反馈设备内部机械运动件的异常磨损状态，保证核电柴油机的安全可靠稳定运行，在此系统工作状态中，通过在线振动监测装置采集核电柴油机各测点的振动信号，通过滑油监测装置采集滑油中的金属和非金属颗粒、水分和粘度等参数，并将上述信息传输至状态监测装置中进行状态监测和数据存储，便于后续故障诊断分析，使得核电柴油机能够安全可靠稳定运行。

优选的，所述状态监测装置包括用于数据处理和功能判断的工控机、用于数据交互的交换机和用于人机交互的显示器和用于提供整体保护的机柜。状态监测装置内置数据采集和管理软件，数据分析和处理软件，状态监测软件，主要实现数据实时监测、存储、报警和开关量变化查询、曲线回放、试验数据查询等功能。

优选的，所述在线振动监测装置包括用于采集振动信号的振动传感器、用于采集转速信号的转速传感器、用于采集相位信号的相位传感器以及用于信号数据处理分析的信号采集装置。振动传感器安装在各机构零部件间隙过大的位置，实现对关键部位的振动信号的监测，实现故障定位等功能，转速传感器和相位传感器采用电涡流式安装于柴油机齿轮端，来监测柴油机瞬时转速和相位转角。

优选的，所述滑油监测装置包括用于检测滑油金属和非金属颗粒的磨粒传感器，用于检测滑油水分和粘度的油品传感器以及用于安装泵和管路阀件的监测装置箱体。监测装置箱体内含泵、管路和阀件等附件，整个装置可通过传感器实现对滑油的颗粒、水分、粘度等参数的监测。

与现有技术相比较，本发明提供的一种核电柴油机的监测系统具有如下有益效果：

1、可实现对柴油机振动监测的功能，了解主要运行件的运行状态。

2、能够实时监测柴油机滑油状态，评估油品和磨损颗粒指标。

3、能够实现柴油机参数的状态监测和数据存储，便于后续故障诊断分析。

附图说明

图1为核电柴油机智能化监测系统原理图。

图2为核电柴油机振动监测点布置图。

图3为滑油监测装置系统图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

请结合参阅图1至图3，一种核电柴油机的监测系统包括状态监测装置、在线振动监测装置和滑油监测装置，状态监测装置作为显示终端，可通过数据通讯的方式接收外部信号，实现对机组振动、滑油状态、机组热工参数及辅机系统参数的存储及显示；在线振动监测装置利用振动传感器监测柴油机气缸，曲轴箱和发电机轴承、底座等振动信息，判断机组运行振动的状态；滑油监测装置实现对柴油机滑油颗粒等参数的监测，反馈设备内部机械运动件的异常磨损状态，保证核电柴油机的安全可靠稳定运行，在此系统工作状态中，通过在线振动监测装置采集核电柴油机各测点的振动信号，通过滑油监测装置采集滑油中的金属和非金属颗粒、水分和粘度等参数，并将上述信息传输至状态监测装置中进行状态监测和数据存储，便于后续故障诊断分析，使得核电柴油机能够安全可靠稳定运行。

请结合参阅图1至图3，所述状态监测装置包括用于数据处理和功能判断的工控机、用于数据交互的交换机和用于人机交互的显示器和用于提供整体保护的机柜；

工控机放置于机柜中，采用intel Core i7处理器，16G以上内存和2T硬盘；

交换机选用8口百兆以太网交换机，配备IEEE 802.3/802.3u/802.3x、10/100M、全/半双工、MDI/MDIX自适应RJ45端口；

显示器放置于机柜，屏幕尺寸≥21英寸，采用DP/VGA/HDMI接口；

机柜用于安全放置工控机、交换机、显示器、鼠标键盘等，并配置接线端和断路器等附件，保证整套计算机系统较好地实现防潮、防尘、散热、免受温度波动等影响，提升系统的环境适应性。

状态监测装置内置数据采集和管理软件，数据分析和处理软件，状态监测软件，主要实现数据实时监测、存储、报警和开关量变化查询、曲线回放、试验数据查询等功能，在本系统使用时，人们通过显示器观测一系列数据信息的参数，与此同时，可通过显示器改变振动传感器、转速传感器等一系列的数据采集装置的预定指数，在一系列信息采集完毕后，通过工控机对数据处理和功能判断，并通过交换机将应下达的控制信号传输至各控制器或者警报器中，用于对数据信息的判断反馈。

请结合参阅图1至图3，所述在线振动监测装置包括用于采集振动信号的振动传感器、用于采集转速信号的转速传感器、用于采集相位信号的相位传感器以及用于信号数据处理分析的信号采集装置；

振动传感器采用压电式，测量范围在±80g之间，并具备抗电磁干扰能力，振动传感器安装在各机构零部件间隙过大的位置，实现对关键部位的振动信号的监测，实现故障定位等功能；

转速传感器和相位传感器采用电涡流式，安装于柴油机齿轮端，产生频率为转速和齿数相关的方波信号，来监测柴油机瞬时转速和相位转角；

信号采集装置采用25.6kHz的高频采样，实现对传感器信号的滤波、AD采样和数据通信，并可通过以太网将振动相关信号传输至外部系统。

请结合参阅图1至图3，所述滑油监测装置包括用于检测滑油金属和非金属颗粒的磨粒传感器，用于检测滑油水分和粘度的油品传感器以及用于安装泵和管路阀件的监测装置箱体，滑油监测装置安装于滑油泵后，用于监测柴油机滑油的状态；

磨粒传感器可检出直径≥40um的铁磁性颗粒以及直径≥160um的非铁磁性颗粒，油品传感器的水分测量准确度为±10％或10ppm(两者取大)，油品传感器的粘度测量准确度为±10％或1cP(两者取大)；

监测装置箱体内含泵、管路和阀件等附件，整个装置可通过传感器实现对滑油的颗粒、水分、粘度等参数的监测。

本系统在使用时，振动信号、滑油信号及机组本体的热工参数通过数据通讯电缆连接至状态监测装置中，去实现智能化监测系统的几个主要功能：

1、振动监测：实时监测机组转速、轴系扭振、发电机轴承、底座振动加速度RMS、油机本体机架各测点振动加速度RMS；

2、滑油状态监测：实时监测滑油中单位时间内铁磁性/非铁磁性颗粒数量、滑油水分含量和滑油粘度，评估滑油正常状态；

3、热工参数监测：实时监测柴油机滑油、冷却水、燃油等介质的温度和压力，并对越限参数进行报警指示；

4、数据记录：数据记录用于查看数据库中存储的报警记录，运行记录，操作记录，历史数据。数据库中存储的数据默认为一秒一次。系统数据能够自动存储，可实现存储和变化查询、曲线回放、试验数据查询及导出等功能；

5、数据上传功能：将数据以数字通讯的方式上传到甲方指定的服务器或其他设备。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。