一种高温紧固件性能监测系统及监测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高温紧固件性能监测系统及监测方法，属于蒸汽动力设备或燃气动力设备技术领域。本发明专利技术的监测系统包括：数据采集单元、与所述数据采集单元连接的数据处理单元、与所述数据处理单元连接的网页服务器、分别与所述网页服务器连接的多个终端展示器。本发明专利技术解决了在机组运行过程中不能实时监测紧固件密封状态及紧固件强度的问题。

A high temperature fastener performance monitoring system and method

【技术实现步骤摘要】
一种高温紧固件性能监测系统及监测方法
本专利技术属于蒸汽动力设备或燃气动力设备
，特别是涉及一种高温紧固件性能监测系统及监测方法。
技术介绍
汽轮机的缸体或阀门或者燃机汽轮机的缸体等高温高压设备，常采用上下半或前后半设计，为避免高温高压蒸汽泄漏至设备内其它腔室或大气中，必须使用紧固件将部件的上下半或前后半的结合面连接起来，并通过紧固件预紧的方法，保证部件的结合面在机组的整个服役期间具有良好的密封性能。随着机组功率等级及朗肯热力循环热效率的提高，更高进汽温度及压力成为汽轮机行业技术发展的方向，由此也导致了紧固件的工作温度及内部轴向应力水平的显著提升，而使得高温紧固件在寿命周期内面临：因材料蠕变而导致紧固件紧力下降，从而导致紧固件的功能性失效问题，即引发蒸汽泄漏事故；紧固件疲劳与蠕变交互损伤带来的强度失效问题，即引发紧固件断裂事故。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高温紧固件性能监测系统及监测方法，解决了在机组运行过程中不能实时监测紧固件密封状态及紧固件强度的问题。为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术提供一种高温紧固件性能监测系统，其包括：数据采集单元，其包括：密封法兰，包括上半部和下半部，所述密封法兰上设有多个第一测温孔；多个紧固件，穿过所述密封法兰，将所述上半部和所述下半部紧固，所述紧固件上设有第二测温孔；多个第一测温器，其设置在所述第一测温孔内；多个第二测温器，其设置在所述第二测温孔内，且其中一个所述第二测温器位于所述上半部和所述下半部的结合面；数据处理单元，其与所述数据采集单元连接；网页服务器，其与所述数据处理单元连接；多个终端展示器，分别与所述网页服务器连接。在本专利技术的一个实施例中，所述第一测温器设置在所述密封法兰上半部高度的一半位置处。在本专利技术的一个实施例中，所述第一测温器设置在所述密封法兰下半部高度的一半位置处。本专利技术还提供一种高温紧固件性能监测方法，其至少包括以下步骤：通过数据采集单元采集多个紧固件和多处密封法兰的工作温度；所述数据采集单元包括：密封法兰，包括上半部和下半部，所述密封法兰上设有多个第一测温孔；多个紧固件，穿过所述密封法兰，将所述上半部和所述下半部紧固，所述紧固件上设有第二测温孔；多个第一测温器，其设置在所述第一测温孔内；多个第二测温器，其设置在所述第二测温孔内，且其中一个所述第二测温器位于所述上半部和所述下半部的结合面；数据处理单元依据所述数据采集单元采集的数据，获得所述紧固件的轴向应力值；所述数据处理单元依据所述轴向应力值，评估所述紧固件的密封状态和强度性能；所述数据处理单元将所述密封状态和所述强度性能的评估结果反馈至网页服务器；所述网页服务器将所述密封状态和所述强度性能的评估结果传输至多个终端展示器展示。在本专利技术的一个实施例中，所述高温紧固件性能监测方法的步骤还包括：依据所述轴向应力值，获得所述紧固件剩余紧力值。在本专利技术的一个实施例中，所述高温紧固件性能监测方法的步骤还包括：将所述紧固件剩余紧力值与许用的剩余紧力值阈值比较，评估所述紧固件的密封状态。在本专利技术的一个实施例中，所述高温紧固件性能监测方法的步骤还包括：依据所述轴向应力值，获得所述紧固件疲劳寿命损伤值。在本专利技术的一个实施例中，所述高温紧固件性能监测方法的步骤还包括：依据所述轴向应力值，获得所述紧固件蠕变损伤量值。在本专利技术的一个实施例中，所述高温紧固件性能监测方法的步骤还包括：依据所述疲劳寿命损伤值及所述蠕变损伤量值获得所述紧固件的剩余寿命值。在本专利技术的一个实施例中，所述高温紧固件性能监测方法的步骤还包括：将所述剩余寿命值与许用的剩余寿命值阈值比较，评估所述紧固件的强度性能。本专利技术可实现对高温高压条件下紧固件的密封状态和强度安全性能相关的紧固件剩余紧力和剩余寿命进行定量评估。通过对密封状态及强度性能进行实时在线监测，利于及早发现工作机组的安全隐患，保证机组的安全运行。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术高温紧固件性能监测系统的结构示意图；图2中图1中数据采集单元的结构正视图；图3中图1中数据采集单元的结构俯视图；图4为本专利技术高温紧固件性能监测方法的流程图；图5为图1中数据处理单元中获得的第一轴向应力值曲线；图6为图1中数据处理单元中获得的第二轴向应力值曲线；图7为图1中数据处理单元中获得的第三轴向应力值曲线；图8为图1中数据处理单元中对第三轴向应力值曲线处理后获得的第四波谱图；图9为图1中数据处理单元对图8中第四波谱图进行四点雨流法处理后获得的多个循环载荷下紧固件轴向应力波谱图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1至图9所示，本专利技术提供一种高温紧固件性能监测系统，其包括：数据采集单元1、第一数据库存储器2、第二数据库存储器3、数据处理单元4、网页服务器5、多个终端展示器6和控制系统7。请参阅图1至图9所示，数据采集单元1包括：密封法兰11、多个紧固件12、第一测温器14和第二测温器16，数据采集单元1用于采集紧固件12和密封法兰11实时温度数据。其中密封法兰11用于密封腔室内的高温高压蒸汽，密封法兰11包括上半部密封法兰111和下半部密封法兰112，上半部密封法兰111和下半部密封法兰112具有紧密贴合的结合面，在密封法兰11上可以设有多个第一测温孔13，在本实施例中例如包括两个第一测温孔13，每个第一测温孔13内可以设有一个第一测温器14，也可以设有多个第一测温器14，本实施例中，在密封法兰11上例如设有两个第一测温孔13，每个第一测温孔13内例如设有一个第一测温器14，两个第一测温器14分别布置在上半部密封法兰111高度的一半位置处和下半部密封法兰111高度的一半位置处。多个紧固件12穿过密封法兰11，将上半部密封法兰111和下半部密封法兰112紧固，紧固件12上可以设有沿纵向延伸的第二测温孔15，第二测温孔15的延伸位置可以根据温度待测点的位置确定。在第二测温孔15可以设有多个第二测温器16，本实施例中，在第二测温孔15中，例如设有两个第二测温器16，其中一个第二测温器16布置在上半部密封法兰111和下半部密封本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温紧固件性能监测系统，其特征在于，其包括：/n数据采集单元，其包括：/n密封法兰，包括上半部和下半部，所述密封法兰上设有多个第一测温孔；/n多个紧固件，穿过所述密封法兰，将所述上半部和所述下半部紧固，所述紧固件上设有第二测温孔；/n多个第一测温器，其设置在所述第一测温孔内；/n多个第二测温器，其设置在所述第二测温孔内，且其中一个所述第二测温器位于所述上半部和所述下半部的结合面；/n数据处理单元，其与所述数据采集单元连接；/n网页服务器，其与所述数据处理单元连接；/n多个终端展示器，分别与所述网页服务器连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种高温紧固件性能监测系统，其特征在于，其包括：
数据采集单元，其包括：
密封法兰，包括上半部和下半部，所述密封法兰上设有多个第一测温孔；
多个紧固件，穿过所述密封法兰，将所述上半部和所述下半部紧固，所述紧固件上设有第二测温孔；
多个第一测温器，其设置在所述第一测温孔内；
多个第二测温器，其设置在所述第二测温孔内，且其中一个所述第二测温器位于所述上半部和所述下半部的结合面；
数据处理单元，其与所述数据采集单元连接；
网页服务器，其与所述数据处理单元连接；
多个终端展示器，分别与所述网页服务器连接。


2.根据权利要求1所述一种高温紧固件性能监测系统，其特征在于，所述第一测温器设置在所述密封法兰上半部高度的一半位置处。


3.根据权利要求1所述一种高温紧固件性能监测系统，其特征在于，所述第一测温器设置在所述密封法兰下半部高度的一半位置处。


4.一种高温紧固件性能监测方法，其特征在于，其至少包括以下步骤：
通过数据采集单元采集多个紧固件和多处密封法兰的工作温度；
所述数据采集单元包括：
密封法兰，包括上半部和下半部，所述密封法兰上设有多个第一测温孔；
多个紧固件，穿过所述密封法兰，将所述上半部和所述下半部紧固，所述紧固件上设有第二测温孔；
多个第一测温器，其设置在所述第一测温孔内；
多个第二测温器，其设置在所述第二测温孔内，且其中一个所述第二测温器位于所述上半部和所述下半部的结合面；
数据处理单元依据所述数据采集单元采集的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈钢，王鹏，李潇潇，胡怡丰，张军辉，
申请(专利权)人：上海电气电站设备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31