軸心差測量裝置和方法

文檔序號：5838663閱讀：305來源：國知局

專利名稱：軸心差測量裝置和方法
技術領域：
本申請涉及軸心差測量裝置，用于測量離合器嚙合的兩軸的軸心差；軸心差測量方法；使用軸心差測量裝置的單軸聯合設備；以及單軸聯合設備的開動方法。
背景技術：
近年來，具有直接與帶有一軸的汽輪機相連的燃氣輪機的單軸聯合設備用作高效聯合設備，能靈活地響應每天的耗電量的變化，發出極少量有
毒物質，例如NOx等。常規上，以上述方式構造的單軸聯合設備同時開動汽輪機和燃氣輪機。因此，為了同時開動這兩個渦輪，需要較大的開動扭矩，從而需要能產生這種巨大的開動扭距的半導體開關元件。
另外，有必要將冷卻蒸汽供給汽輪機，以便防止汽輪機葉片的溫度由于風阻損失過度增加。然而，供給汽輪機的蒸汽不能由廢熱回收蒸汽鍋爐產生，該廢熱回收蒸汽鍋爐利用燃氣輪機的廢氣產生蒸汽，直到由燃氣輪機轉動的發電機的電力輸出增加。因此，具有足以供應充分的冷卻蒸汽給燃氣輪機的能力的輔助鍋爐是必要的。而且，在傳統的單軸聯合設備中，必須將燃氣輪機、汽輪機和發電機排成一行，從而不能應用軸流排氣型汽輪機。因此，有必要在汽輪機下面安裝冷凝器。結果，有必要在較高的平面上安裝燃氣輪機、汽輪機和發電機，這就要求將渦輪機裝置建筑物構造為具有多個底面。
為了解決上述問題，提出了如圖ll所示的單軸聯合設備，該單軸聯合設備具有應用在燃氣輪機201和汽輪機202之間的離合器204。(參看日本
專利申請公開號2003-13709。)圖ll所示的單軸聯合設備具有安裝在燃氣輪機201和離合器204之間的發電機203。通過應用如上所述的離合器204，可能使燃氣輪機201和發電機203和汽輪機202相連或分離。因此，在開動時，首先，在燃氣輪機201和發電機203通過離合器204與汽輪機202分離的條件下僅開動燃氣輪機201和發電機203。然后，當將在廢熱回收蒸汽鍋爐
(此處未示出)中產生的蒸汽供給汽輪機202時，蒸汽被導入汽輪機202 中，以便開動汽輪機202。此后，當汽輪機202獲得額定轉速時，燃氣輪機 201和發電機203將通過離合器204與汽輪機202相連，從而使汽輪機202的扭距傳送到發電機203。
由于在應用離合器204的單軸聯合設備中，在開動時間開始時首先僅開動燃氣輪機201和發電機203是必要的，所以有可能使得幵動所必須的半導體開關元件的容量較小。而且，當僅開動燃氣輪機201和發電機203時，汽輪機202以低速轉動，從而不需要冷卻蒸汽。結果，有可能使得輔助鍋爐的容量較小。另外，由于汽輪機202的熱膨脹能被離合器204吸收，所以可能將單軸聯合設備構造成具有以圖ll所示的上述次序順序排成一行的燃氣輪機201、發電機203和汽輪機202，從而使得可能將汽輪機放置在一端。因此，由于汽輪機202可以是軸流排氣汽輪機，所以可能采用軸流排氣冷凝器，從而使得不必如傳統的放置方式一樣將渦輪軸放置在較高的平面上。
如上所述，由于在開動時間，設置有如圖11所示的離合器204的單軸聯合設備使汽輪機202在開動燃氣輪機201后啟動，所以在開動汽輪機202 之前汽輪機202以額定轉速轉動很長時間。因此，離合器204的燃氣輪機201 一側上的軸承座由于較高的軸承放油溫度而膨脹，而離合器204的汽輪機 202—側上的軸承座具有取決于汽輪機202的狀態的不同膨脹率。
換言之，當關閉汽輪機202同時冷凝器真空度得到保持時，汽封蒸汽在很長時間內一直流到汽輪機202的軸承上。結果，汽輪機202—側上的軸承座輕微膨脹。然而，由于當隨著冷凝器的真空打破從而使汽輪機202停止時汽封蒸汽不會流到汽輪機202的軸承上，所以汽輪機202—側上的軸承座近似在最初狀態，并且沒有膨脹。而且，由于在開動汽輪機202之前汽輪機202幾乎不轉動，所以汽輪機202—側上的軸承座不具有與燃氣輪機 201—側上的軸承座相同的大膨脹率。
在開動時間，在裝配有如上所述配置的離合器204的單軸聯合設備中，燃氣輪機201—側上的軸承座的膨脹率與汽輪機202—側上的軸承座的膨脹率不同，且膨脹率的差異也隨著汽輪機202的狀態而不同。而且，不僅燃氣輪機201的軸承座與汽輪機202的軸承座的膨脹率不同，而且燃氣輪機
201和汽輪機202的軸的提升量和傾斜度也不同。結果，燃氣輪機201的軸中心和汽輪機202的軸中心之間出現軸心差。
燃氣輪機201的軸中心和汽輪機202的軸中心之間的軸心差在開動時間燃氣輪機201和發電機203通過嚙合離合器204與汽輪機202相連時產生影響。換言之，由于離合器204在燃氣輪機201和發電機203和汽輪機202 接近以額定轉速轉動的條件下被嚙合，所以當燃氣輪機201的軸中心和汽輪機202的軸中心之間的軸心差量變得大于預定的設計值時，存在過多的應力被施加給離合器204造成離合器204斷裂的可能性。

發明內容
本發明的一個目的是提供一種在離合器被嚙合時測量兩軸之間的軸心差的軸心差測量裝置；以及一種裝配有這種軸心差測量裝置的單軸聯合設備。本發明的另一目的是提供一種單軸聯合設備的開動方法，其基于開動時汽輪機的中心位置和燃氣輪機的中心位置之間的軸心差在進行開動操作時改變。
為了獲得上述目的，根據本發明，軸心差測量裝置設置有第一溫度傳感器，用于測量支撐第一軸承的第一軸承座的溫度，在該第一軸承處安裝有第一旋轉主體的第一軸；第二溫度傳感器，用于測量支撐第二軸承的第二軸承座的溫度，在該第二軸承處安裝有第二旋轉主體的第二軸；以及
軸心差操作部分，根據使用第一溫度傳感器測量的溫度獲得第一軸承座的膨脹量，根據使用第二溫度傳感器測量的溫度獲得第二軸承座的膨脹量，并基于第一和第二軸承座的膨脹量計算第一和第二軸的軸心差量的部分。
在根據本發明的優選實施例中，軸心差測量裝置設置有第一間距測
量傳感器，用于測量到第一旋轉主體的第一軸上側上的第一固定點的尺
寸；第二間距測量傳感器，用于測量到與第一固定點相同的平面上的第一軸下側上的第二固定點的尺寸；第三間距測量傳感器，用于測量到第二旋轉主體的第二軸上側上的第三固定點的尺寸；第四間距測量傳感器，用于測量到與第三固定點相同的平面上的第二軸下側上的第四固定點的尺寸；以及軸心差操作部分，根據分別使用第一和第二間距測量傳感器測量的到第一和第二固定點的尺寸獲得第一軸的傾斜度，根據分別使用第三和第四
間距測量傳感器測量的到第三和第四固定點的尺寸獲得第二軸的傾斜度，
并基于第一和第二軸的傾斜度計算第一軸和第二軸的軸心差量的部分。
在根據本發明的另一優選實施例中，軸心差測量裝置設置有多個第一間距測量傳感器，所述傳感器安裝在第一軸承的圓周方向上的多個點上，在所述第一軸承處安裝有第一旋轉主體的第一軸；多個第二間距測量傳感器，所述傳感器安裝在第二軸承的圓周方向上的多個點上，在所述第二軸承處安裝有第二旋轉主體的第二軸；以及軸心差操作部分，基于使用第一間距測量傳感器測量的第一軸承的圓周方向中的多個點和第一軸之間的尺寸獲得第一軸承中心到第一軸中心的軸心差，基于使用第二間距測量傳感器測量的第二軸承的圓周方向上的多個點和第二軸之間的尺寸獲得第二軸中心與第二軸承中心的軸心差，并基于第一軸中心和第二軸中心的軸心差計算第一和第二軸的軸心差量的部分。
在根據本發明的另一優選實施例中，軸心差測量方法包括第一步驟，其中獲得支撐第一軸承的第一軸承座的膨脹量和支撐第二軸承的第二軸承座的膨脹量，在第一軸承處安裝有第一旋轉主體的第一軸，在第二軸承處安裝有第二旋轉主體的第二軸；第二步驟，其中獲得第一軸承中心到第
一軸中心的軸心差和第二軸承中心到第二軸中心的軸心差；第三步驟，其中獲得第一軸的傾斜度和第二軸的傾斜度；以及第四步驟，其中基于第一
和第二軸承座之間的膨脹量之差、第一軸承中心與第一軸中心的軸心差和第二軸承中心與第二軸中心的軸心差之差、以及第一和第二軸的傾斜度獲得第一軸和第二軸的軸心差量。
在根據本發明的另一優選實施例中，單軸聯合設備設置有充當第一
旋轉主體的燃氣輪機；充當第二旋轉主體的汽輪機；以及使燃氣輪機的第一軸和汽輪機的第二軸相連或分離的離合器；
其中設置了軸心差測量裝置，用于測量第一軸到第二軸的軸心差量；
以及
其中在開動時間，在開動燃氣輪機后，隨著第一軸和第二軸通過離合器分離而開動汽輪機時，基于通過軸心差測量裝置測量的第一軸和第二軸的軸心差量設置汽輪機的轉速的速度遞增率。在根據本發明的另一優選實施例中，單軸聯合設備設置有充當第一旋轉主體的燃氣輪機；充當第二旋轉主體的汽輪機；以及使燃氣輪機的第一軸和汽輪機的第二軸相連或分離的離合器；
其中設置了軸心差測量裝置，用于測量第一軸到第二軸的軸心差量；
以及
其中在開動時間，在開動燃氣輪機后，隨著第一軸和第二軸通過離合器分離而開動汽輪機時，基于通過軸心差測量裝置測量的第一軸和第二軸的軸心差量設置汽輪機的暖機時間。
在根據本發明的又一優選實施例中，一種包括充當第一旋轉主體的燃氣輪機和充當第二旋轉主體的汽輪機以及使燃氣輪機的第一軸和汽輪機的第二軸相連或分離的離合器的單軸聯合設備的開動方法包括
第一步驟，其中在燃氣輪機轉動后第一軸和第二軸通過離合器分離的條件下使汽輪機轉動；
第二步驟，其中當汽輪機開始轉動時測量第一軸和第二軸的軸心差
第三步驟，其中根據軸心差量設置汽輪機的速度遞增率和暖機時間；
以及
第四步驟，其中當汽輪機的轉速與燃氣輪機的轉速近似相等時第一軸和第二軸通過離合器相連。

0019參看附圖，根據以下結合優選實施例的詳細描述，本發明的這些和其它目的和特性將變得明顯，在附圖中-
圖l示出根據本發明的實施例的單軸聯合設備的結構的框圖。圖2描述了安裝構成軸心差測量裝置的各種傳感器的位置。圖3A到3C示出汽輪機和燃氣輪機的軸心差狀況的示意圖。圖4描述了軸承上安裝間距測量傳感器的位置。
圖5示出待設置到圖1所示單軸聯合設備的控制設備的內部結構的框圖。
圖6示出圖5所示控制設備的開動模式設置部分的內部結構的框圖。圖7示出圖5所示控制設備的速度遞增率設置部分的內部結構的框圖。圖8示出圖5所示控制設備的暖機時間設置部分的內部結構的框圖。
圖9分別示出在單軸聯合設備開動時整個設備、燃氣輪機、和汽輪機
的負載變化的時間表。
圖10示出汽輪機的轉速變化的時間表。
圖ll示出傳統的單軸聯合設備的結構的框圖。
具體實施例方式
現在參看附圖，在下文將描述本發明的實施例。圖l示出單軸聯合設備的結構的框圖。
圖l的單軸聯合設備包括壓縮機l，用于壓縮周圍空氣；燃燒室2，用于使用來自壓縮機l的壓縮空氣燃燒燃料，以供應燃燒氣體；燃氣輪機3，利用從燃燒室2供給的燃燒氣體轉動；廢熱回收蒸汽鍋爐(HRSG) 4，利用來自燃氣輪機3的廢氣產生蒸汽；汽輪機5，利用來自HRSG 4的蒸汽轉動；發電機6，通過燃氣輪機3和汽輪機5轉動；離合器7，使燃氣輪機軸3a 和汽輪機軸5a相連或分離；冷凝器8，回收從汽輪機5排放的蒸汽并將回收的蒸汽供給HRSG4;煙囪9，通過HRSG4放出來自燃氣輪機3的廢氣；以及控制設備IO，用于控制每個單元(block)的操作。
單軸聯合設備設置有燃料控制閥2b,用于調整供給燃燒室2的燃料的流速；調節閥5b，用于控制在HRSG4中產生的蒸汽供給汽輪機5的量；以及入口導流葉片(IGV) la，在壓縮機l的第一階段中充當固定葉片，并調整供給壓縮機l的空氣流速。這些燃料控制閥2b、調節閥5b和IGV la分別具有通過控制設備10供給其的信號，且通過使其開口被控制，控制燃氣輪機3和汽輪機5的轉速。另外，壓縮機1的軸和發電機6的軸是與燃氣輪機 3共用的軸3a。
如上所述配置的單軸聯合設備使汽輪機5保持分離，直到軸3a和軸5a 通過離合器7相連；且除壓縮機l外，燃氣輪機3和發電機6通過軸3a轉動，汽輪機5通過軸5a轉動。然后，當燃氣輪機3和汽輪機5的轉速近似相同時，離合器7自動嚙合。當軸3a和軸5a以此方式通過離合器7相連時，利用包括相同軸的軸3a和軸5a，壓縮機l、燃氣輪機3、汽輪機5和發電機6通過共用相同的軸轉動。在以所述方式操作中，當供給燃燒室2的燃料通過壓縮機1 壓縮的空氣燃燒時，燃氣輪機3利用來自燃燒室2的燃燒氣體轉動，同時，
利用來自HRSG 4中的燃氣輪機3的廢氣產生的蒸汽供給汽輪機5，從而使汽輪機5轉動。
l.軸心差的測量
在如圖l構造的單軸聯合設備中，用于測量軸3a和軸5a的中心位置的軸心差的軸心差測量裝置包括下文中將描述的安裝到離合器7周圍區域的各種傳感器和控制設備10中的軸心差操作部分101 (圖5)。圖2示出待安裝在離合器7的周圍區域中的各種傳感器的安裝位置。
如圖2所示，其上安裝有軸3a的軸承71和支撐軸承71的軸承座72安裝到燃氣輪機3—側上的離合器7上，而其上安裝有軸5a的軸承73和支撐軸承 73的軸承座74安裝到汽輪機5—側上的離合器7上。換言之，該結構是在軸承71和73之間安裝有離合器7。而且，凸緣3c和5c分別供給軸3a和5a。
當離合器7和軸3a和5a如圖2所示構造時，分別用于測量軸承座72和74 的溫度的溫度傳感器51和52分別安裝到軸承座72和74上；分別測量圓周方向上的軸3a和5a的間距以便測量軸3a和5a的中心位置的間距測量傳感器 53和54分別安裝在軸承71和73上。另外，間距測量傳感器55u、 55d、 56u 和56d分別安裝到凸緣3c和5c附近，以便通過測量到凸緣3c和5c的軸向尺寸分別測量軸3a和5a的傾斜度。此時，熱電偶舉例來說用作溫度傳感器51 和52。將非接觸傳感器用作間距測量傳感器53、 54、 55u、 55d、 56u、和 56d，以檢查轉動的軸3a和5a的狀態。例如，也可應用渦流型間距傳感器或CCD激光傳感器。
已經如上所述安裝了各種傳感器，當將分別通過溫度傳感器51和52 測量的軸承座72和74的溫度供給軸心差操作部分101時，分別獲得軸承座 72和74的膨脹量。即當軸承座72的溫度Til被溫度傳感器51測量時，當軸承座74的溫度Ti2被溫度傳感器52測量時，根據公式(1)獲得軸承座72的膨脹量Ahil，根據公式(2)獲得軸承座74的膨脹量Ahi2;其中hO是軸承座72和74的高度；T是線性膨脹因子；Tol是安裝軸承座72時的溫度(偏置溫度)；To2是安裝軸承座74時的溫度(偏置溫度)。
△hil=hOxTx(Til-Tol) (1)△hi2=h0xTx(Ti2-To2) (2)
通過利用如上所述的軸心差操作部分101計算溫度傳感器51的測量值，如圖3A所示，確定支撐軸3a的軸承座72的高度膨脹了Ahil。同樣，通過利用軸心差操作部分101計算溫度傳感器52的測量值，確定支撐軸5a 的軸承座74的高度膨脹了Ahi2。圖3A至圖3C示出軸3a和5a的軸心差狀態
的示意圖。
并且，如圖4所示，待安裝到軸承71和73上的間距測量傳感器53和54 安裝在設置到軸承71和73的軸承支撐環71a和73a的圓周方向上的四個點A 至D處。此處，將軸承支撐環71a至73a的中心0與四個點A至D相連的直線分別與經過軸承支撐環71a和73a的中心0的水平面X形成45度的角，且點A 和C以及點B和D分別落在對角線上。g口，連接點A和C的直線與連接點B 和C的直線垂直，并且與水平面X形成45度的角。間距測量傳感器53和54 安裝在軸承支撐環71a和73a的四個點A至D處，以便測量軸3a和5a的四個方向上的間距變化。
其中，當將通過位于軸承支撐環71a和73a的點A至D處的間距測量傳感器53和54測量的到軸3a和5a的側壁的尺寸(間距)分別供給軸心差操作部分101時，獲得軸3a和5a的中心位置的位移大小。即，當到軸3a側壁的間距GAl至GDl分別由位于軸承支撐環71a的點A至D處的間距測量傳感器53測量時，和當到軸5a側壁的間距GA2至GD2分別由位于軸承支撐環 73a的點A至D處的間距測量傳感器54測量時，根據公式(3)獲得軸3a的中心位置的位移大小Adl，根據公式(4)獲得軸5a的中心位置的位移大小Ad2。位移大小Adl和Ad2是在水平面X的垂直方向上的位移大小。
△dl=((GCl-GAl)+(GBLGDl))/(2x21/2) (3)
△d2=((GC2-GA2)+(GB2-GD2))/(2x21/2) (4)
通過使軸心差操作部分101以上述方式基于由間距測量傳感器53獲得的測量值進行計算，如圖3B所示，確定軸承71處的軸3a的中心偏移量為A dl。同樣，通過使軸心差操作部分101基于間距測量傳感器54獲得的測量值進行計算，如圖3B所示，確定軸承73處的軸5a的中心偏移量為Ad2。
并且，間距測量傳感器55u和56u安裝在凸緣3c和5c的點"u"附近，以便測量到軸3a和5a上方凸緣3c和5c的點"u"的尺寸(間距)；間距測量傳感器55d和56d安裝在凸緣3c和5c的點"d"附近，以便測量到軸3a和5a 下方凸緣3c和5c的點"d"的尺寸(間距)。當將通過安裝在凸緣3c的點"u" 和"d"處的間距測量傳感器55u和55d測量的間距改變量和通過安裝在凸緣5c的點"u"和"d"處的間距傳感器56u和56d測量的間距改變量供給軸心差操作部分101時，獲得由于傾斜度造成的軸3a和5a的軸心差量。
換言之，當到凸緣3c上部的點"u"的尺寸(間距)的改變量Gul通過間距測量傳感器55u測量；到凸緣3c下部的點"d"的尺寸(間距)的改變量Gdl通過間距測量傳感器55d測量；到凸緣5c上部的點"u"的尺寸(間距)的改變量Gu2通過間距測量傳感器56u測量；到凸緣5c下部的點"d" 的尺寸(間距)的改變量Gd2通過間距測量傳感器56d測量時，根據公式(5) 獲得由于軸3a的傾斜度造成的軸心差量ASl，根據公式(6)獲得由于軸 5a的傾斜度造成的軸心差量AS2。這里，dsl表示安裝間距測量傳感器55u 和55d的位置之間的尺寸，ds2表示安裝間距測量傳感器56u和56d的位置之間的尺寸。當無傾斜地安裝軸3a和5a時，間距改變量Gul、 Gdl、 Gu2、和 Gd2為零(0)。
△ Sl=(Gul-Gdl)/dsl (5)
△ S2=(Gu2-Gd2)/ds2 (6)
其中，如圖3C所示，通過使軸心差操作部分101基于通過間距測量傳感器55u和55d獲得的測量值Gul和Gdl進行計算，確定由于軸3a的傾斜度 Aei造成的軸心差量ASl (=tanA01)。另外，如圖3C所示，通過使軸心差操作部分101基于通過間距測量傳感器56u和56d獲得的測量Gu2和Gd2 進行計算，確定由于軸5a的傾斜度Ae2造成的軸心差量AS2 (-tanA02)。
當通過如上所述的軸心差操作部分101獲得軸承座72和74的膨脹量A hil和Ahi2、軸3a和5a的中心位置的位移大小Adl和Ad2和由于軸3a和5a 的傾斜度造成的軸心差量AS1和AS2時，根據公式(7)獲得圖3C所示的軸3a和5a的軸心差量"do"。此處，d0表示安裝時軸3a和5a的軸心差量； L1表示離合器7的嚙合部分70和軸承座72中心之間的尺寸；L2表示離合器7
的嚙合部分70和軸承座74中心之間的尺寸。
do=dO+(Ahil+Adl)+ASlxLl—(Ahi2+Ad2)+AS2xL2 (7)
2.控制設備中的設備開動控制部分的結構接下來，以下將描述設置有測量如上所述的軸3a和5a的軸偏差量的軸偏差測量裝置的單軸聯合設備的控制設備10的結構的部分。圖5示出控制設備10的結構的部分的框圖。
如圖5所示，控制設備10包括軸心差測量部分101，用于計算軸3a 和5a的軸心差量"do";幵動模式設置部分102，用于基于由軸心差測量部分101獲得的軸心差量"do"和汽輪機5的轉子的金屬溫度設置開動時間的操作模式；速度遞增率設置部分103，用于根據幵動模式設置部分102設置的操作模式設置汽輪機5的轉速的速度遞增率；以及暖機時間設置部分 104，用于根據開動模式設置部分102設置的操作模式設置暖機時間，以使汽輪機5保持以安全轉速轉動。
此外，如圖6所示，開動模式設置部分102包括比較器lll，用于將由軸心差測量部分101獲得的軸心差量"do"與閾值dth進行比較；脈沖發生電路112，用于在蒸汽開始從HRSG4供給汽輪機5時產生脈沖信號；AND
(與)電路A1，用于接收來自比較器111的信號和來自脈沖發生電路112 的脈沖信號；逆變器Inl，用于使來自比較器lll的信號反向；AND電路A2，用于接收來自逆變器Inl的信號和來自脈沖發生電路112的脈沖信號；OR
(或)電路Ol，用于接收表明離合器7是否正確嚙合的信號；RS電路113，用于通過來自AND電路A1的信號輸出"高"信號和通過來自OR電路01的信號輸出"低"信號；RS電路114，用于通過來自AND電路A2的信號輸出
"高"信號和通過來自OR電路01的信號輸出"低"信號；比較器115和116，用于將供給的關于轉子的金屬溫度(為汽輪機5的第一階段的入口處的金屬溫度)的溫度信息與閾值tl和t2 (t2>tl)進行比較；逆變器In2，使來自比較器116的信號反向；AND電路A3，用于接收來自比較器115的信號和來自逆變器In2的信號；轉速檢查部分117，用于確定汽輪機5獲得接近額定轉速的預定轉速；AND電路A4，用于接收來自比較器lll和轉速檢査部分117的信號；RS電路118，通過來自AND電路A4的信號輸出"高"信號，通過來自OR電路01的信號輸出"低"信號。
當如上所述設置開動模式設置部分102時，在軸心差量"do"大于閾值dth的情況下，"高"信號從比較器lll輸出。然后，由于當確定蒸汽開始從HRSG 4供給汽輪機5以便發動汽輪機5時脈沖信號由脈沖發生電路112產生，所以"高"信號從AND電路A1供給RS電路113，"低"信號從AND 電路A2供給RS電路14。因此，來自RS電路113的信號是"高"信號，而來自RS電路114的信號是"低"信號。結果，信號M1從RS電路113輸出，該信號表示其中離合器7中的軸3a和5a的軸心差量較大的大軸心差量模式。
當軸心差量"do"等于閾值"dth"或更小時，"低"信號由比較器lll 輸出。然后，由于當確認蒸汽開始從HRSG4供給汽輪機5以便發動汽輪機 5時，脈沖信號在脈沖發生電路112中產生，所以"低"信號從AND電路 AH共給RS電路113，而"高"信號從AND電路A2供給RS電路114。從而，來自RS電路113的信號是"低"信號，而來自RS電路114的信號是"高" 信號。結果，信號M2從RS電路114示出，該信號表示其中離合器7中的軸 3a和5a的軸心差量較小的小軸心差量模式。當供給這種表示小軸心差模式的信號M2時，確定離合器7的嚙合動作可在控制設備10中以穩定的方式執行，且普通開動操作被執行。
當汽輪機5的轉子的金屬速度等于閾值tl或更小時，"低"信號從比較器115和116輸出，結果，"低"信號從比較器115和116輸出，結果，"低" 信號從比較器116和AND電路A3輸出，從而示出冷模式。當閾值tl僅等于 t2或更小時，"高"信號從比較器115輸出，且"低"信號從比較器U6輸出；結果，"低"信號從比較器116輸出，"高"信號從AND電路A3輸出，從而示出暖模式。當汽輪機5的轉子的金屬溫度高于閾值t2時，"高"信號從比較器115和116輸出；結果，"高"信號從比較器116輸出，"低"信號從AND 電路A3輸出，從而示出熱模式。
并且，當確定汽輪機5的轉速達到低于用于預定量的額定轉速的轉速時，"高"信號從轉速檢査部分117輸出。此時，當軸心差量"do"等于閾值"dth"或更小時，"低"信號從比較器lll輸出，"低"信號從AND電路 A4供給RS電路118，造成"低"信號從RS電路118輸出。當軸心差量"do" 大于閾值"dth"時，"高"信號從RS電路118輸出，造成"低"信號從RS 電路118輸出，從而禁止離合器的嚙合動作。當表示離合器7的嚙合動作被正確執行的信號供給OR電路Ol時，"高"信號從OR電路Ol供給RS電路 113、 114、和118，造成"低"信號從RS電路113、 114、禾口118輸出。如圖7所示，速度遞增設置部分103包括信號發生器SG1至SG4，輸出速度遞增率為Rl到R14[rpm/min.]的信號；選擇器S1，分別從來自信號發生器SG1和SG2的信號選擇一個信號；選擇器S2，分別從來自選擇器S1和信號發生器SG3的信號選擇一個信號；選擇器S3，分別從來自信號發生器 SG4和SG5的信號選擇一個信號；選擇器S4，分別從來自選擇器S3和信號發生器SG6的信號選擇一個信號；選擇器S5，分別從來自信號發生器SG7 和SG8的信號選擇一個信號；選擇器S6，分別從來自選擇器S5和信號發生器SG9的信號選擇一個信號；選擇器S7，分別從來自信號發生器SG10和 SG11的信號選擇一個信號；選擇器S8，分別從來自選擇器S7和信號發生器SG12的信號選擇一個信號；選擇器S9，分別從來自選擇器S2和信號發生器SG13的信號選擇一個信號；選擇器SIO，分別從來自選擇器S4和S9的信號選擇一個信號；選擇器Sll，分別從來自選擇器S6和信號發生器SG14 的信號選擇一個信號；選擇器S12，分別從來自選擇器S8和S11的信號選擇一個信號;選擇器S13，分別從來自選擇器S10和S12的信號選擇一個信號； OR電路Oll，用于接收信號M1和M2;開關SW1，由來自0R電路011的輸出控制；比較器121，在汽輪機5的目標轉速大于Ra時輸出信號M5;以及比較器122，在汽輪機5的目標轉速大于Rb時輸出信號M6。
其中，當來自AND電路A3的信號M3供給選擇器S1、 S3、 S5和S7時，且當信號M3是"低"信號時，選擇器S1選擇來自信號發生器SG1的信號，選擇器S3選擇來自信號發生器SG4的信號，選擇器S5選擇來自信號發生器 SG7的信號，選擇器S7選擇來自信號發生器SG10的信號。當信號M3是"高" 信號時，選擇器S1選擇來自信號發生器SG2的信號，選擇器S3選擇來自信號發生器SG5的信號，選擇器S5選擇來自信號發生器SG8的信號，選擇器 S7選擇來自信號發生器SG11的信號。而且，當來自比較器116的信號M4 供給選擇器S2、 S4、 S6、和S8時，且當信號M4是"低"信號時，選擇器 S4選擇來自選擇器S3的信號，選擇器S6選擇來自選擇器S5的信號，選擇器 S8選擇來自選擇器S7的信號。當信號M4是"高"信號時，選擇器S2選擇來自信號發生器SG3的信號，選擇器S4選擇來自信號發生器SG6的信號，選擇器S6選擇來自信號發生器SG9的信號，選擇器S8選擇來自信號發生器 SG12的信號。此外，當表示汽輪機5的目標轉速大于Ra的信號M5從比較器121供給選擇器S9和S11時，且當信號M5是"低"信號時，選擇器S9選擇來自信號發生器SG13的信號，選擇器S11選擇來自信號發生器SG14的信號。當信號 M5是"高"信號時，選擇器S9選擇來自選擇器S2的信號，選擇器S11選擇來自選擇器S6的信號。并且，當表示汽輪機的目標轉速大于Rb的信號M6 從比較器122供給選擇器S10和S12時，且當信號M6是"低"信號時，選擇器S10選擇來自選擇器S9的信號，選擇器S12選擇來自選擇器S11的信號。同樣，當信號M6是"高"信號時，選擇器S10選擇來自選擇器S4的信號，選擇器S12選擇來自選擇器S8的信號。當來自RS電路113的信號M1供給選擇器S13時，且當信號M1是"低"信號時，選擇器S13選擇來自選擇器S10 的信號；且當信號M1是"高"信號時，選擇器S13選擇來自選擇器S12的信號。
而且，由于信號M1和M2從RS電路113和114供給0R電路011，當信號 M1和M2中任一是"高"信號時，來自OR電路011的信號是"高"信號，且開關SW1置于0N。然后，由選擇器S13選擇的信號作為設定汽輪機5的速度遞增率的信號輸出。然而，當信號M1和M2都是"低"信號時，來自 OR電路Oll的信號是"低"信號，且開關SW1置于0FF，從而禁止由選擇器S13選擇的信號輸出。當速度遞增率設置部分103以此方式構造時，每個
模式中的操作如下。
(1)小的軸對準模式
a. 當目標轉速低于Ra時由于信號M2是 "高"信號，且信號M1和M3至M6是"低"信號，所
以信號發生器SG13的速度遞增率R13由選擇器S9、 S10和S13選擇，并通過
幵關SW1輸出。
b. 當目標轉速大于Ra但小于Rb時 b-l.冷模式
由于信號M2和M5是"高"信號，但信號M1、 M3、 M4和M6是"低" 信號時，所以信號發生器SG1的速度遞增率R1由選擇器S1、 S2、 S9、 S10 和S13選擇，并通過開關SW1輸出。
b-2.暖模式由于信號M2、 M3和M5是"高"信號，但信號M1、 M4和M6是"低" 信號，所以信號發生器SG2的速度遞增率R2由選擇器S1、 S2、 S9、 S10和 S13輸出，并通過開關SW1輸出。
b-3.熱模式
由于信號M2、 M4和M5是"高"信號，但信號M1M3、和M6是"低" 信號，所以信號發生器SG3的速度遞增率R3由選擇器S2、 S9、 S10和S13 輸出，并通過開關SW1輸出。
c.當目標轉速大于Rb時
c-l.冷模式
由于信號M2、 M5和M6是"高"信號，但信號M1、 M3和M4是"低" 信號，所以信號發生器SG4的速度遞增率R4由選擇器S3、 S4、 S10和S13 輸出，并通過開關SW1輸出。
c-2.暖模式
由于信號M2、 M3、 M5和M6是"高"信號，但信號M1和M4是"低" 信號，所以信號發生器SG5的速度遞增率R5由選擇器S3、 S4、 S10和S13 輸出，并通過開關SW1輸出。
c-3.熱模式
由于信號M2和M4至M6是"高"信號，但信號M1和M3是"低"信號，所以信號發生器SG6的速度遞增率R6由選擇器S4、 S10和S13輸出，并通過開關SW1輸出。
大的軸心差模式
a. 當目標轉速低于Ra時由于信號Ml是 "高"信號，但信號M2至M6是"低"信號，所以信
號發生器SG14的速度遞增率R14由選擇器S11至S13輸出，并通過開關SW1 輸出。
b. 當目標轉速大于Ra但小于Rb時 b-l.冷模式
由于信號M1和M5是"高"信號，但信號M2至M4和M6是"低"信號，所以信號發生器SG9的速度遞增率R9由選擇器S5、 S6和S11至S13選擇，并通過開關SW1輸出。b-2.暖模式
由于信號M1、 A/B和MS是"高"信號，但信號M2、 M4和M6是"低" 信號，所以信號發生器SG8的速度遞增率R8由選擇器S5、 S6和S11至S13 輸出，并通過開關SW1輸出。
b-3.熱模式
由于信號M1、 M4和M5是"高"信號，但信號M2、 M3和M6是"低" 信號，所以信號發生器SG9的速度遞增率R9由選擇器S6和S11至S13輸出，并通過開關SW1輸出。
c.當目標轉速大于Rb時
c-l.冷模式
由于信號M1、 M5和M6是"高"信號，但信號M2、 M3和M4是"低" 信號，所以信號發生器SG10的速度遞增率R10由選擇器S7、 S8、 S12和Si3 輸出，并通過開關SW1輸出。
c-2.暖模式
由于信號M1、 M3、 M5和M6是"高"信號，但信號M2和M4是"低" 信號，所以信號發生器SG11的速度遞增率R11由選擇器S7、 S8、 S12和S13 輸出，并通過開關SW1輸出。
c-3.熱模式
由于信號M1和M4至M6是"高"信號，但信號M2和M3是"低"信號，所以信號發生器SG12的速度遞增率R12由選擇器S8、 S12和S13輸出，并通過開關SW1輸出。
其中，通過使得速度遞增率R1至R3的關系為R1《R2《R3，速度遞增率R4至R6的關系為R4《R5《R6，速度遞增率R7至R9的關系為R7《R8《 R9，速度遞增率R10至R12的關系為R10《R11《R12，在其中汽輪機5的轉子的金屬溫度較低的冷模式下，使得速度遞增率較??；而在其中汽輪機5 的轉子的金屬溫度較高的熱模式下，使得速度遞增率較大。這時，當汽輪機5獲得額定轉速以便使得離合器7保持嚙合時，可能使得汽輪機5的轉子
的金屬溫度充分高。
通過使得速度遞增率R1和R7的關系為R1》R7，速度遞增率R4和R10
的關系為R4^R10，在其中軸3a和5a的軸心差在預定范圍內的較小軸心差模式中，使得速度遞增率較大；而在其中軸3a和5a的軸心差大于預定范圍的較大軸心差模式中，使得速度遞增率較小。這是，當軸心差在汽輪機5 開動時間較大時，通過逐漸提高汽輪機5的轉速以便提高來自軸承73的放油溫度，從而使較高的溫度放油流到軸承座74，可能改變軸承座74的膨脹量，以便減少軸3a和5a的軸心差。同樣，當在汽輪機5開動時間的軸心差較小時，通過快速提高汽輪機5的轉速以便使離合器7在初期保持嚙合時，可能立即(soon)接收來自發電機6的電輸出。
如圖8所示，暖機設置部分104包括信號發生器SG21至SG26，分別輸出暖機時間T1至T6的輸出信號；選擇器S21，用于分別從來自信號發生器SG21和SG22的信號中選擇一信號；選擇器S22，用于分別從來自選擇器 S21和信號發生器SG23的信號中選擇一信號；選擇器S23，用于分別從來自信號發生器SG24和SG25的信號中選擇一信號；選擇器S24，用于分別從來自選擇器S23和信號發生器SG26的信號中選擇一信號；選擇器S25，用于分別從來自選擇器S22和S24的信號中選擇一信號；OR電路021，用于接收信號M1和M2;以及幵關SW2，由來自OR電路021的輸出控制。
其中，當將來自AND電路A3的信號M3供給選擇器S21和S23時，且當信號M3是"低"信號時，選擇器S21選擇來自信號發生器SG21的信號，選擇器S23選擇來自信號發生器SG24的信號。當信號M3是"高"信號時，選擇器S21選擇來自信號發生器SG22的信號，選擇器S23選擇來自信號發生器SG25的信號。此外，當來自比較器116的信號M4被供給選擇器S22和S24 且信號M4是"低"信號時，選擇器S22選擇來自選擇器S21的信號，選擇器S24選擇來自選擇器S23的信號。當信號M4是"高"信號時，選擇器S22 選擇來自信號發生器SG23的信號，選擇器S24選擇來自信號發生器SG26 的信號。
當來自RS電路113的信號M1供給選擇器S25時，且當信號M1是"低" 信號時，選擇器S25選擇來自選擇器S22的信號。當信號M1是"高"信號時，選擇器S25選擇來自選擇器S24的信號。而且，由于信號M1和M2從RS 電路113和114供給OR電路021，所以當信號M1和M2中任一是"高"信號時，來自OR電路021的信號是"高"信號，且開關SW2置于ON;從而將由選擇器S25選擇的信號作為設置汽輪機5的速度遞增率的信號供給。然而，當信號M1和M2都是"低"信號時，來自0R電路021的信號是"低" 信號，且開關SW2置于OFF，從而禁止由選擇器25選擇的信號輸出。
(1) 小的軸心差模式
a. 冷模式
由于信號M2是"高"信號，但信號M1、 M3和M4是"低"信號，所以信號發生器SG21的暖機時間T1由選擇器S21、 S22和S25選擇，并通過開關SW2輸出。
b. 暖模式
由于信號M2和M3是"高"信號，但信號M1和M4是"低"信號，所以信號發生器SG22的暖機時間T2由選擇器S21、 S22和S25選擇，并通過開關SW2輸出。
c. 熱模式
由于信號M2和M4是"高"信號，但信號M1和M3是"低"信號，所以信號發生器SG23的暖機時間T3由選擇器S22和S25選擇，并通過開關 SW2輸出。
(2) 大的軸心差模式
a. 冷模式
由于信號M1是"高"信號，但信號M2至M4是"低"信號，所以信號發生器SG24的暖機時間T4由選擇器S23、 S24和S25選擇，并通過開關 SW2輸出。
b. 暖模式
由于信號M1和M3是"高"信號，但信號M2和M4是"低"信號，所以信號發生器SG25的曖機時間T5由選擇器S23、 S24和S25選擇，并通過開關SW2輸出。
c. 熱模式
由于信號M1和M4是"高"信號，但信號M2和M3是"低"信號，所以信號發生器SG26的曖機時間T6由選擇器S24和S25選擇，并通過開關 SW2輸出。
其中，通過使得暖機時間T1至T3的關系為T1》T2》T3，暖機時間T4 至T6的關系為T4》T5^T6，在其中汽輪機5的轉子的金屬溫度較低的冷模式下，使得暖機時間較長；而在其中汽輪機5的轉子的金屬溫度較高的熱模式下，使得暖機時間較短。如上所述，通過在汽輪機5的轉子的金屬溫度較低時使得暖機時間較長，且通過在汽輪機5的轉子的金屬溫度較高時使得暖機時間較短，可能在暖機時間結束時使得汽輪機5的轉子的金屬溫度充分高。
另外，通過使得暖機時間T1和T4的關系為T1《T4，在其中軸3a和5a 的軸心差在預定范圍內的小軸心差模式中，使得暖機時間較短，而在軸3a 和5a的軸心差大于預定范圍的大軸心差模式中，使得暖機時間較長。這時，當軸心差在汽輪機5的幵動時間較大時，通過延長暖機時間以便使得直到汽輪機5獲得額定轉速的時間較長，和通過使得來自軸承73的放油的溫度較高，從而使高溫放油流到軸承座74，可能改變軸承座74的膨脹量，以便使得軸3a和5a的軸心差較小。當汽輪機5開動時的軸心差較小時，通過縮短暖機時間以便使得直到汽輪機5獲得額定轉速的時間較短，從而使離合器7在初期保持嚙合，可能立即接收來自發電機6的電輸出。
3.設備的開動操作
接下來，在下文中將描述圖l所示單軸聯合設備的開動時間時的動作。圖9分別示出在單軸聯合設備開動時的整個設備、燃氣輪機3和汽輪機5的負載變化的時間圖。在圖9中，實線表示整個設備的負載，點劃線表示燃氣輪機3的負載，虛線表示汽輪機5的負載。
首先，發電機6作為半導體開關元件操作，以使燃氣輪機3轉動。在時間ta處，燃料和由壓縮機1壓縮的空氣供給燃燒室2，在燃燒室2中產生燃燒氣體，且將這種燃燒氣體供給燃氣輪機3。當燃氣輪機3利用以此方式產生的燃燒氣體轉動時，發電機6作為電力發電機，且其負載(整個設備的負載)等于燃氣輪機3的負載。此后，通過使用燃料控制閥2b調整流到燃燒室2的燃料的流速，并通過使用IGVla調整流到壓縮機l的空氣的流速，提高燃氣輪機3和發電機6的負載。
然后，在時間tb處，當產生用于操作汽輪機5的充分蒸汽時，蒸汽從 HRSG 4供給汽輪機5，以開始其操作。其中，由于軸3a和5a通過離合器7 分離，所以汽輪機5的轉動沒有傳輸到發電機6。從而，汽輪機5不存在負載。當汽輪機5以此方式開始轉動時，控制設備10確定汽輪機5的轉子的金屬溫度、軸3a和5a的軸心差量和如上所述的汽輪機5的目標轉速。隨后，根據確定的汽輪機5的金屬溫度、軸3a和5a的軸心差量和汽輪機5的目標轉速設置速度遞增率和暖機時間。
當如上所述設置汽輪機5的速度遞增率和暖機時間時，如圖10所示，首先，通過使用調節閥5b調整供給汽輪機5的蒸汽的流速，轉速以設置的速度遞增率一直增加到用于暖機的預定轉速Rx。然后，當汽輪機5的轉速獲得預定轉速Rx時，汽輪機5以此預定轉速Rx在所設置的暖機時間內轉動。隨后，汽輪機5的轉速再次以所設置的速度遞增率增加。然后，當汽輪機5的轉速接近燃氣輪機3的轉速Ry (上述額定轉速)時，軸3a和5a通過離合器7的嚙合相連。此時，當軸3a和5a的離心差量由控制設備10確定為較大時，禁止離合器7的嚙合動作。
在如上所述操作中，如圖9所示，在時間tc處，汽輪機5的轉速接近燃氣輪機3的轉速，且軸3a和5a通過離合器7相連，從而將汽輪機5的轉動通過軸3a和5a傳輸給發電機6。在時間tc附近，當汽輪機5與燃氣輪機3相連時，燃氣輪機3具有固定的轉速，從而將輸出固定負載。隨后，發電機6的負載隨著汽輪機5的負載變得較大，直到時間td。當時間td來到時，調節IGVla、燃料控制閥2b和調節閥5b的幵口，以便增加燃氣輪機3和汽輪機5的負載。以此方式，發電機6的負載以所設置的變化速率增加，從而發電機6的負載將與目標負載一樣多。
在根據本發明的實施例中，通過控制設備10的開動模式設置部分102 為軸3a和5a的軸心差量設置兩種操作模式，即小軸心差模式和大軸心差模式。然而，通過具有超過兩個的閾值，可設置多余三個的操作模式。另外，在根據本發明的實施例中，控制設備10包括圖5至圖8中所示的框。然而，本發明不限于這種結構，也可提供這樣的軟件；其中，當軸心差量變得較大時，速度遞增率減小，而暖機時間增加；而當軸心差量變得較小時，速度遞增率增加，而暖機時間減小。而且，如在披露的實施例中所示出的，控制設備10可設置有軟件，該軟件基于根據軸3a和5a的軸心差量的每種操作和基于汽輪機5的轉子的金屬溫度設置速度遞增率和暖機時間。
根據本發明，可能根據軸承座的膨脹量測量第一軸和第二軸的軸心差量。因此，當第一軸和第二軸通過連接第一軸和第二軸的離合器和類似物相連時，可能檢查軸心差量是否在允許的范圍內。另外，由于在測量旋轉主體的軸心差量中可根據通過不接觸的間距測量傳感器獲得的信息測量第一軸和第二軸的軸心差量，所以可能不干擾其轉動就測量其軸心差量。由于軸心差量可如上所述被測量，所以在軸心差量在允許范圍之外的情形下，當第一軸和第二軸通過離合器相連時，可能停止相連，從而防止損壞離合器。而且，由于在單軸聯合設備中，可根據軸心差量改變汽輪機的操作方法，所以可能使得流過汽輪機的軸承座的放油溫度充分高，以便獲得等于燃氣輪機的軸承座的膨脹量的膨脹量。因此，當燃氣輪機的軸和汽輪機的軸通過離合器相連時，可將軸心差量限制在允許范圍內，從而防止離合器被損壞。
權利要求
1. 一種軸心差測量裝置，包括第一溫度傳感器，用于測量支撐第一軸承的第一軸承座的溫度，在所述第一軸承處安裝有第一旋轉主體的第一軸；第二溫度傳感器，用于測量支撐第二軸承的第二軸承座的溫度，在所述第二軸承處安裝有第二旋轉主體的第二軸；以及軸心差操作部分，根據通過所述第一溫度傳感器測量的溫度獲得所述第一軸承座的膨脹量；根據通過所述第二溫度傳感器測量的溫度獲得所述第二軸承座的膨脹量；以及基于所述第一和第二軸承座的膨脹量計算所述第一和第二軸的軸心差量的部分。
2. 根據權利要求1所述的軸心差測量裝置，其中，所述第一和第二軸承座的膨脹量之差為所述第一和第二軸的軸心差量的部分。
3. —種軸心差測量裝置，包括第一間距測量傳感器，用于測量到第一旋轉主體的第一軸上側上的第一固定點的尺寸；第二間距測量傳感器，用于測量到與所述第一固定點相同的平面上的所述第一軸下側上的第二固定點的尺寸；第三間距測量傳感器，用于測量到第二旋轉主體的第二軸上側上的第三固定點的尺寸；第四間距測量傳感器，用于測量到與所述第三固定點相同的平面上的第二軸下側上的第四固定點的尺寸；以及軸心差操作部分，根據分別通過所述第一和第二間距測量傳感器測量的到所述第一和第二固定點的尺寸獲得所述第一軸的傾斜度，根據分別通過所述第三和第四間距測量傳感器測量的到所述第三和第四固定點的尺寸獲得所述第二軸的傾斜度；以及基于所述第一和第二軸的傾斜度獲得所述第一軸和第二軸的軸心差量的部分。
4. 根據權利要求3所述的軸心差測量裝置，其中，所述第一和第二間距測量傳感器之間的尺寸為dl;通過所述第一和第二間距測量傳感器測量的到所述第一和第二固定點的尺寸分別為dul和ddl;支撐所述第一軸的支撐點和連接所述第一和第二軸的連接點之間的尺寸為D1;所述第三和第四間距測量傳感器之間的尺寸為d2;通過所述第三和第四間距測量傳感器測量的到所述第三和第四固定點的尺寸分別為du2和dd2;以及支撐所述第二軸的支撐點和連接所述第一和第二軸的連接點之間的尺寸為D2，Dlx(dul—ddl)/dl+D2x(du2 — dd2)/d2的值為所述第一和第二軸的軸心差量的部分。
5. 根據權利要求3所述的軸心差測量裝置，還包括第一溫度傳感器，用于測量支撐第一軸承的第一軸承座的溫度，在所述第一軸承處安裝有所述第一軸；以及第二溫度傳感器，用于測量支撐第二軸承的第二軸承座的溫度，在所述第二軸承處安裝有所述第二軸；其中，所述軸心差操作部分根據通過所述第一溫度傳感器測量的溫度獲得所述第一軸承座的膨脹量；根據通過所述第二溫度傳感器測量的溫度獲得所述第二軸承座的膨脹量；以及基于所述第一和第二軸承座的膨脹量計算所述第一和第二軸的軸心差量的部分。
6. 根據權利要求5所述的軸心差測量裝置，其中，所述第一和第二軸承座之間的膨脹量之差為所述第一和第二軸的軸心差量的部分。
7. —種軸心差測量裝置，包括-多個第一間距測量傳感器，安裝在第一軸承的圓周方向上的多個點處，在所述第一軸承處安裝有第一旋轉主體的第一軸；多個第二間距測量傳感器，安裝在第二軸承的圓周方向上的多個點處，在所述第二軸承處安裝有第二旋轉主體的第二軸；以及軸心差操作部分，根據通過所述第一間距測量傳感器測量的在所述第一軸承的圓周方向上的所述多個點和所述第一軸之間的尺寸，獲得所述第一軸承中心與所述第一軸中心之間的軸心差；根據通過所述第二間距測量傳感器測量的在所述第二軸承的圓周方向上的所述多個點之間和所述第二軸之間的尺寸，獲得所述第二軸承中心與所述第二軸中心之間的軸心差；以及基于所述第一和第二軸中心的離心差計算所述第一和第二軸的軸心差量的部分。
8. 根據權利要求7所述的軸心差測量裝置，其中所述第一間距測量傳感器被放置為與垂直于橫截面的水平面的直線軸對稱，與所述第一軸承中心點對稱，所述橫截面垂直于所述第一軸承的軸向；以及其中所述第二間距測量傳感器被放置為與垂直于橫截面的水平面的直線軸對稱，與所述第二軸承中心點對稱，所述橫截面垂直于所述第二軸承的軸向。
9. 根據權利要求8所述的軸心差測量裝置，其中，在獲得通過所述彼此點對稱的第一間距檢測傳感器的每兩個測量的到所述第一軸的尺寸之差后，使得由所述彼此點對稱的第一間距測量傳感器的每兩個測量的到所述第一軸的尺寸的相關差(relevant difference) 的平均為所述第一軸承中心與所述第一軸中心的軸心差；其中，在獲得通過所述彼此點對稱的第二間距檢測傳感器的每兩個測量的到所述第二軸的尺寸之差后，使得由所述彼此點對稱的第二間距測量傳感器的每兩個測量的到所述第二軸的尺寸的相關差的平均為所述第二軸承中心與所述第二軸中心的軸心差；以及其中，相關的第一和第二軸的每個中心的軸心差之差為所述第一和第二軸的軸心差量的部分。
10. 根據權利要求9所述的軸心差測量裝置，還包括-第三間距測量傳感器，用于測量到所述第一軸上側上的第一固定點的尺寸；第四間距測量傳感器，用于測量到與所述第一固定點相同的平面上的所述第一軸下側上的第二固定點的尺寸；第五間距測量傳感器，用于測量到所述第二軸上側上的第三固定點的尺寸；以及第六間距測量傳感器，用于測量到與所述第三固定點相同的平面上的所述第二軸下側上的第四固定點的尺寸；以及其中所述軸心差操作部分根據由所述第三和第四間距測量傳感器測量的到所述第一和第二固定點的尺寸獲得所述第一軸的傾斜度；根據由所述第五和第六間距測量傳感器測量的到所述第三和第四固定點的尺寸獲得所述第二軸的傾斜度；以及基于所述第一和第二軸的傾斜度獲得所述第一和第二軸的軸心差量的部分。
11. 根據權利要求10所述的軸心差測量裝置，其中所述第三和第四間距測量傳感器之間的尺寸為dl; 由所述第三和第四間距測量傳感器測量的到所述第一和第二固定點的尺寸分別是dul和ddl;在支撐所述第一軸的支撐點和連接所述第一和第二軸的連接點之間的尺寸是D1;所述第五和第六間距測量傳感器之間的尺寸是d2;由所述第五和第六間距測量傳感器測量的到所述第三和第四固定點的尺寸分別是du2和dd2;在支撐所述第二軸的支撐點和連接所述第一和第二軸的連接點之間的尺寸是D2;Dlx(dul — ddl)/dl+D2x(du2 — dd2)/d2的值為所述第一和第二軸的軸心差量的部分。
12. 根據權利要求7所述的軸心差測量裝置，還包括-第一溫度傳感器，用于測量支撐所述第一軸承的第一軸承座的溫度；以及第二溫度傳感器，用于測量支撐所述第二軸承的第二軸承座的溫度；其中，所述軸心差操作部分根據由所述第一溫度傳感器測量的溫度獲得所述第一軸承座的膨脹量；根據由所述第二溫度傳感器測量的溫度獲得所述第二軸承座的膨脹量；以及基于所述第一和第二軸承座的膨脹量計算所述第一和第二軸的軸心差量的部分。
13. 根據權利要求12所述的軸心差測量裝置，其中，所述第一和第二軸承座之間的膨脹量之差為所述第一和第二軸的軸心差量的部分。
14. 一種軸心差測量方法，包括以下步驟第一步驟，其中獲得支撐第一軸承的第一軸承座的膨脹量和支撐第二軸承的第二軸承座的膨脹量，在所述第一軸承處安裝有第一旋轉主體的第一軸，在所述第二軸承處安裝有第二旋轉主體的第二軸；第二步驟，其中獲得所述第一軸承中心到所述第一軸中心的軸心差和所述第二軸承中心到所述第二軸中心的軸心差；第三步驟，其中獲得所述第一軸的傾斜度和所述第二軸的傾斜度；以及第四步驟，其中基于所述第一和第二軸承座的膨脹量之差、所述第一軸承中心到所述第一軸中心的軸心差和所述第二軸承中心到所述第二軸中心之間的軸心差之差和所述第一和第二軸的傾斜度獲得所述第一和第二軸的軸心差量。
15. 根據權利要求14所述的軸心差測量方法，其中，在所述第一步驟，根據所述第一和第二軸承座的溫度的每個分別獲得所述第一和第二軸承座的膨脹量。
16. 根據權利要求14所述的軸心差測量方法，其中在所述第二步驟，根據從所述第一軸承的圓周方向上的多個點到所述第一軸的尺寸，獲得所述第一軸承中心到所述第一軸中心的軸心差；以及其中根據從所述第二軸承的圓周方向上的多個點到所述第二軸的尺寸，獲得所述第二軸承中心到所述第二軸中心的軸心差。
17. 根據權利要求16所述的軸心差測量裝置，其中，所述第一軸承的圓周方向上的所述多個點被放置為與垂直于橫截面的水平面的直線軸對稱，與所述第一軸承中心點對稱，所述橫截面垂直于所述第一軸承的軸向；其中，所述第二軸承的圓周方向上的所述多個點被放置為與垂直于橫截面的水平面的直線軸對稱，與所述第二軸承中心點對稱，所述橫截面垂直于所述第二軸承的軸向；其中在所述第二步驟，在獲得在所述彼此點對稱的第一軸承的圓周方向上的所述多個點的每兩個處測量的到所述第一軸的尺寸之差后，使得在所述彼此點對稱的第一軸承的圓周方向上的所述多個點的每兩個處測量的到所述第一軸的尺寸的相關差的平均為所述第一軸承中心到所述第一軸中心的軸心差；以及其中，在獲得所述彼此點對稱的第二軸承的圓周方向上的所述多個點的每兩個處測量的到所述第二軸的尺寸之差后，使得在所述彼此點對稱的第二軸承的圓周方向上的所述多個點的每兩個處測量的到所述第二軸的尺寸的相關差的平均為所述第二軸承中心到所述第二軸中心的軸心差。
18. 根據權利要求14所述的軸心差測量方法，其中，在所述第三步驟，基于到所述第一軸上側上的第一固定點的尺寸和到與所述第一固定點相同平面上的所述第一軸下側上的第二固定點的尺寸獲得所述第一軸的傾斜度；以及其中，基于到所述第二軸上側上的第三固定點的尺寸和到與所述第三固定點相同平面上的所述第二軸下側上的第四固定點的尺寸獲得所述第
19. 根據權利要求18所述的軸心差測量方法，其中，到所述第一固定點的尺寸的測量點和到所述第二固定點的尺寸的測量點之間的尺寸是dl;到所述第一和第二固定點的尺寸分別是dul和ddl;在支撐所述第一軸的支撐點和連接所述第一和第二軸的連接點之間的尺寸是D1;在到所述第三固定點的尺寸的測量點和到所述第四固定點的尺寸的測量點之間的尺寸是d2;到所述第三和第四固定點的尺寸分別是du2和dd2;在支撐所述第二軸的支撐點和連接所述第一和第二軸的連接點之間的尺寸是D2，Dlx(dul—ddl)/dl+D2x(du2-dd2)/d2的值為所述第一和第二軸的軸心差量的部分。
20. —種單軸聯合設備，包括充當所述第一旋轉主體的燃氣輪機；充當所述第二旋轉主體的汽輪機；使所述第一軸和所述第二軸相連和分離的離合器；以及根據權利要求l所述的軸心差測量裝置；其中根據由所述軸心差測量裝置測量的所述第一和第二軸的軸心差量控制所述離合器連接所述第一和第二軸的動作。
21. —種單軸聯合設備，包括充當所述第一旋轉主體的燃氣輪機；充當所述第二旋轉主體的汽輪機；使所述第一軸和所述第二軸相連和分離的離合器；以及根據權利要求3所述的軸心差測量裝置；其中根據由所述軸心差測量裝置測量的所述第一和第二軸的軸心差量控制所述離合器連接所述第一和第二軸的動作。
22. —種單軸聯合設備，包括充當所述第一旋轉主體的燃氣輪機；充當所述第二旋轉主體的汽輪機；使所述第一軸和所述第二軸相連和分離的離合器；以及根據權利要求7所述的軸心差測量裝置；其中根據由所述軸心差測量裝置測量的所述第一和第二軸的軸心差量控制所述離合器連接所述第一和第二軸的動作。
23. —種單軸聯合設備，包括充當所述第一旋轉主體的燃氣輪機；充當所述第二旋轉主體的汽輪機；使所述第一軸和所述第二軸相連和分離的離合器；以及測量所述第一軸和所述第二軸的軸心差量的軸心差測量裝置；其中在開動時間，當所述汽輪機被開動時，隨著所述第一軸和所述第二軸通過所述離合器分離，在開動所述燃氣輪機后，基于使用所述軸心差測量裝置測量的所述第一和第二軸的軸心差量設置所述汽輪機的轉速的速度遞增率。
24. —種根據權利要求23所述的單軸聯合設備，其中，由所述軸心差測量裝置測量的所述第一和第二軸的軸心差量越大，就使得所述汽輪機的轉速的速度遞增率越小。
25. —種根據權利要求23所述的單軸聯合設備，其中，所述汽輪機的轉速的速度遞增率還根據所述汽輪機的轉子的溫度改變。 —
26. —種根據權利要求25所述的單軸聯合設備，其中，所述汽輪機的轉子溫度越低，所述汽輪機的轉速的速度遞增率就變得越小。
27. —種根據權利要求23所述的單軸聯合設備，其中，所述軸心差測量裝置包括第一溫度傳感器，用于測量支撐第一軸承的第一軸承座的溫度，在所述第一軸承處安裝有所述第一軸；第二溫度傳感器，用于測量支撐第二軸承的第二軸承座的溫度，在所述第一軸承處安裝有所述第二軸；軸心差操作部分，根據由所述第一溫度傳感器測量的溫度獲得所述第一軸承座的膨脹量；根據由所述第二溫度傳感器測量的溫度獲得第二軸承座的膨脹量；以及基于所述第一和第二軸承座的膨脹量計算第一和第二軸的軸心差量的部分。
28. —種根據權利要求23所述的單軸聯合設備，其中，所述軸心差測量裝置包括第一間距測量傳感器，用于測量到第一軸上側上的第一固定點的尺寸；第二間距測量傳感器，用于測量到與所述第一固定點相同的平面上的所述第一軸下側上的第二固定點的尺寸；第三間距測量傳感器，用于測量到所述第二軸上側上的第三固定點的尺寸；第四間距測量傳感器，用于測量到與所述第三固定點相同的平面上的所述第二軸下側上的第四固定點的尺寸；以及軸心差操作部分，根據分別由所述第一和第二間距測量傳感器測量的到所述第一和第二固定點的尺寸獲得所述第一軸的傾斜度，根據分別由所述第三和第四間距測量傳感器測量的到所述第三和第四固定點的尺寸獲得所述第二軸的傾斜度；以及基于所述第一和第二軸的傾斜度獲得所述第一軸和第二軸的軸心差量的部分。
29. 根據權利要求23所述的單軸聯合設備，其中，所述軸心差測量裝置包括多個第一間距測量傳感器，安裝在第一軸承的圓周方向上的多個點處，在所述第一軸承處安裝有所述第一軸；多個第二間距測量傳感器，安裝在第二軸承的圓周方向上的多個點處，在所述第二軸承處安裝有所述第二軸；以及軸心差操作部分，根據通過所述第一溫度傳感器測量的從所述第一軸承的圓周方向上的多個點到所述第一軸的尺寸獲得所述第一齒輪中心到所述第一軸中心的軸心差；根據通過所述第二溫度傳感器測量的從所述第二軸承的圓周方向上的多個點到所述第二軸的尺寸獲得所述第二齒輪中心到所述第二軸中心的軸心差；以及根據所述第一和第二軸的中心的軸心差獲得所述第一和第二軸的軸心差量的部分。
30. —種單軸聯合設備，包括充當所述第一旋轉主體的燃氣輪機；充當所述第二旋轉主體的汽輪機；使所述第一軸和所述第二軸相連和分離的離合器；以及測量所述第一軸和所述第二軸的軸心差量的軸心差測量裝置；其中在開動時間，當所述汽輪機被開動時，隨著所述第一軸和所述第二軸通過所述離合器分離，在幵動所述燃氣輪機后，基于使用所述軸心差測量裝置測量的所述第一和第二軸的軸心差量設置所述汽輪機的暖機時間。
31. —種根據權利要求30所述的單軸聯合設備，其中，由所述軸心差測量裝置測量的所述第一和第二軸的軸心差量越大，就使得所述汽輪機的暖機時間越長。
32. —種根據權利要求30所述的單軸聯合設備，其中，所述汽輪機的暖機時間還根據所述汽輪機的轉子的溫度而改變。
33. —種根據權利要求32所述的單軸聯合設備，其中，所述汽輪機的溫度越低，所述汽輪機的暖機時間就變得越長。
34. —種根據權利要求30所述的單軸聯合設備，其中在開動時間，當所述汽輪機在開動所述燃氣輪機后被開動時，還基于由所述軸心差測量裝置測量的所述第一和第二軸的軸心差量設置所述汽輪機的轉速的速度遞增率。
35. —種根據權利要求34所述的單軸聯合設備，其中，由所述軸心差測量裝置測量的所述第一和第二軸的軸心差量越大，就使得所述汽輪機的轉速的速度遞增率越小。
36. —種根據權利要求34所述的單軸聯合設備，其中，還根據所述汽輪機的溫度改變所述汽輪機轉速的速度遞增率。
37. —種根據權利要求36所述的單軸聯合設備，其中，所述汽輪機的轉子溫度越低，所述汽輪機的轉速的四度遞增率就變得越小。
38. —種根據權利要求30所述的單軸聯合設備，其中，所述軸心差測量裝置包括第一溫度傳感器，用于測量支撐第一軸承的第一軸承座的溫度，在所述第一軸承處安裝有所述第一軸；第二溫度傳感器，用于測量支撐第二軸承的第二軸承座的溫度，在所述第二軸承處安裝有所述第二軸；軸心差操作部分，根據由所述第一溫度傳感器測量的溫度獲得所述第一軸承座的膨脹量；根據由所述第二溫度傳感器測量的溫度獲得第二軸承座的膨脹量；以及基于所述第一和第二軸承座的膨脹量計算所述第一和第二軸的軸心差量的部分。
39. —種根據權利要求30所述的單軸聯合設備，其中，所述軸心差測量裝置包括第一間距測量傳感器，用于測量到第一軸上側上的第一固定點的尺寸；第二間距測量傳感器，用于測量到與所述第一固定點相同的平面上的所述第一軸的下側上的第二固定點的尺寸；第三間距測量傳感器，用于測量到所述第二軸上側上的第三固定點的尺寸；第四間距測量傳感器，用于測量到與所述第三固定點相同的平面上的所述第二軸下側上的第四固定點的尺寸；以及軸心差操作部分，根據分別由所述第一和第二間距測量傳感器測量的到所述第一和第二固定點的尺寸獲得所述第一軸的傾斜度，根據分別由所述第三和第四間距測量傳感器測量的到所述第三和第四固定點的尺寸獲得所述第二軸的傾斜度；以及基于所述第一和第二軸的傾斜度獲得所述第一軸和第二軸的軸心差量的部分。
40. —種根據權利要求30所述的單軸聯合設備，其中，所述軸心差測量裝置包括多個第一間距測量傳感器，安裝在第一軸承的圓周方向上的多個點處，在所述第一軸承處安裝有所述第一軸；多個第二間距測量傳感器，安裝在第二軸承的圓周方向上的多個點處，在所述第二軸承處安裝有所述第二軸；以及軸心差操作部分，基于由所述第一間距測量傳感器測量的從所述第一軸承的圓周方向上的多個點到所述第一軸的尺寸獲得所述第一齒輪中心到第一軸中心的軸心差；根據通過所述第二間距測量傳感器測量的從所述第二軸承的圓周方向上的多個點到所述第二軸的尺寸獲得所述第二齒輪中心到第二軸中心的軸心差；以及根據所述第一和第二軸的中心的軸心差獲得所述第一和第二軸的軸心差量的部分。
41. 一種單軸聯合設備開動方法，所述單軸聯合設備包括充當所述第一旋轉主體的燃氣輪機、充當所述第二旋轉主體的汽輪機、以及使所述燃氣輪機的第一軸和所述汽輪機的第二軸相連和分離的離合器，所述方法包括以下步驟第一步驟，其中在所述燃氣輪機轉動后，隨著所述第一軸和所述第二軸通過所述離合器分離，使所述汽輪機轉動；第二步驟，其中當所述汽輪機開始轉動時，測量所述第一軸和所述第二軸的軸心差量；第三步驟，其中根據所述軸心差量設置所述汽輪機的速度遞增率和暖機時間；以及第四步驟，其中當所述汽輪機的轉速和所述燃氣輪機的轉速大致相等時，所述第一軸和所述第二軸通過所述離合器相連。
42. —種根據權利要求41所述的單軸連接設備的開動方法，其中在所述第三步驟，在所述第二步驟中測量的所述第一和第二軸的軸心差量越大，就使得所述汽輪機的轉速的速度遞增率越小。
43. —種根據權利要求41所述的單軸連接設備的開動方法，其中，在所述第二步驟中測量的所述第一和第二軸的軸心差量越大，則使得所述汽輪機的暖機時間就越長。
44. 一種根據權利要求41所述的單軸連接設備的開動方法，其中，在所述第三步驟中，基于所述汽輪機的轉子溫度改變所述汽輪機的轉速的速度遞增率和暖機時間。
45. —種根據權利要求44所述的單軸連接設備的幵動方法，其中，在所述第三步驟，所述汽輪機的轉子溫度越低，所述汽輪機的轉速的速度遞增率就變得越小。
46. —種根據權利要求44所述的單軸連接設備的開動方法，其中，在所述第三步驟，所述汽輪機的轉子溫度越低，所述汽輪機的暖機時間就越長。
47. —種根據權利要求41所述的單軸連接設備的幵動方法，其中，在所述第二步驟，測量所述第一和第二軸的軸心差量的軸心差測量方法包括以下步驟獲得支撐第一軸承的第一軸承座的膨脹量和支撐第二軸承的第二軸承座的膨脹量的步驟，其中在所述第一軸承處安裝有所述第一軸，在所述第二軸承處安裝有所述第二軸；獲得所述第一軸承中心到所述第一軸中心的軸心差和所述第二軸承中心到所述第二軸中心的軸心差的步驟；獲得所述第一軸的傾斜度和所述第二軸的傾斜度的步驟；以及基于所述第一和第二軸承座的膨脹量之差、所述第一軸承中心到所述第一軸中心的軸心差和所述第二軸承中心到所述第二軸中心的軸心差之差、和所述第一和第二軸的傾斜度獲得所述第一和第二軸的軸心差量的步驟。
全文摘要
本發明涉及軸心差測量裝置和方法。在控制設備(10)中，測量燃氣輪機(3)的軸(3a)和汽輪機(5)的軸(5a)的軸心差量，且根據所測量的軸心差量設置汽輪機(5)的轉子的速度遞增率和暖機時間，以便使得當離合器(7)連接軸(3a)和(5a)時軸心差量保持在允許范圍內。
文檔編號G01N25/16GK101298978SQ20081010824
公開日2008年11月5日申請日期2004年9月27日優先權日2003年10月1日
發明者井上文克, 北川龍太郎, 島田雅充, 武田憲有, 田中聰史申請人:三菱重工業株式會社

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