專利名稱：用于測量渦輪中葉片變形的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請大致涉及用于確定渦輪葉片變形的方法和系統(tǒng)。更具體地 說，但絕不作為限制，本申請涉及在渦輪運行時用于測量渦輪葉片變 形的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
工業(yè)燃氣渦輪發(fā)動機和航空發(fā)動機的渦輪葉片工作在高溫環(huán)境
中，其中溫度通常達到60(TC至1500。C之間。此外，通常的趨勢是提 高渦輪運行溫度以提高輸出和發(fā)動機效率。與這些狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的作用 在渦輪葉片上的熱應(yīng)力是很嚴重的。
通常，由于經(jīng)由渦輪轉(zhuǎn)速而施加的力，渦輪葉片經(jīng)受高水平的機 械應(yīng)力。這些應(yīng)力在適應(yīng)渦輪葉片設(shè)計的努力中已經(jīng)被驅(qū)動到甚至更 高的水平，該設(shè)計包括較高的環(huán)形區(qū)域，其在運行期間產(chǎn)生較高的輸 出扭矩。另外，設(shè)計具有更大表面面積的渦輪葉片頂端葉冠的需求給 渦輪葉片的末端增加了額外的重量，其進一步提高了在運行期間作用 于葉片的機械應(yīng)力。當(dāng)這些機械應(yīng)力與嚴重的熱應(yīng)力結(jié)合時，結(jié)果是
狀態(tài)下，渦輪葉片通常經(jīng)受緩慢變形，它經(jīng)常被稱為"金屬蠕變"。金 屬蠕變指金屬部件由于長久地暴露于應(yīng)力和高溫下而緩慢地改變形 狀的情況。渦輪葉片可在徑向或軸向方向上變形。
類似地，由于經(jīng)由渦輪轉(zhuǎn)速而施加的力，壓縮機葉片經(jīng)受高水平 的機械應(yīng)力。結(jié)果壓縮機葉片也可能經(jīng)受與金屬蠕變相關(guān)聯(lián)的緩慢變 形。
結(jié)果是，渦輪中最令人擔(dān)心的渦輪葉片和壓縮機葉片的故障模式是金屬蠕變，尤其是徑向金屬蠕變(即，渦輪或壓縮機葉片的拉長)。 如果不注意，金屬蠕變最終可造成渦輪或壓縮機葉片破裂，其可能對 渦輪單元造成極大損傷，并且導(dǎo)致極長的修理停工期。通常，用于監(jiān) 測金屬蠕變的傳統(tǒng)方法包括(l)試圖通過使用分析工具例如有限元分 析程序來預(yù)測取決于時間的葉片累積蠕變拉長，該程序基于實驗室中
對等溫蠕變試驗棒執(zhí)行的蠕變應(yīng)變試驗的算法而計算蠕變應(yīng)變；或(2) 在單元停工期間執(zhí)行肉眼檢查和/或手工測量。然而，預(yù)測性的分析工 具經(jīng)常是不精確的。并且，肉眼檢查和/或手工測量是勞動密集的，高 成本的，而且經(jīng)常還產(chǎn)生不精確的結(jié)果。
無論如何，關(guān)于渦輪或壓縮機葉片的健康狀態(tài)的不精確的預(yù)測， 不管是利用分析工具，肉眼檢查或手工測量進行，都可能是高成本的。 一方面，不精確的預(yù)測可能使葉片超出其有效的工作壽命范圍工作而 導(dǎo)致葉片故障，其可能導(dǎo)致對渦輪單元的嚴重損傷和修理停工期。另 一方面，不精確的預(yù)測可能使渦輪或壓縮機葉片提前退役(即，在完成 其有效的工作壽命之前)，這導(dǎo)致低下的效率。因此，精確地監(jiān)測渦輪 和/或壓縮機葉片的金屬蠕變變形的能力可提高渦輪發(fā)動機單元的整 體效率。這種監(jiān)測可最大限度地提高葉片的使用壽命，同時避免葉片 故障的風(fēng)險。另外，如果這種監(jiān)測可在沒有耗時且勞動密集的肉眼檢 查或手工測量的代價下完成，那么將進一步提高效率。因此，存在對 用于監(jiān)測或測量渦輪和壓縮機葉片的金屬蠕變變形的改進系統(tǒng)的需 求。

發(fā)明內(nèi)容
因而本申請描述了一種用于確定渦輪中的葉片徑向變形的方法， 其包括l)利用一個或多個圍繞著葉片級周緣而設(shè)置的接近度傳感器 而進行葉片的初始測量；2)在初始測量之后，利用一個或多個接近度 傳感器而進行葉片的第二測量；3)通過將初始測量與第二測量進行比 較而做出葉片徑向變形的判定。初始測量和第二測量可各指示葉片頂端到一個或多個接近度傳感器的距離。初始測量和第二測量可在渦輪 運4亍時進4亍。
向變形時，給渦輪操作員發(fā)送警報的步驟。在其它實施例中，該方法
還可包括如下步驟l)測量葉片的徑向溫度分布；和2)從徑向溫度分 布中確定徑向變形均勻或集中的程度。
在某些實施例中，接近度傳感器的數(shù)量可以是兩個或更多個，并 且該方法還可包括如下步驟1 )從由兩個或更多個接近度傳感器所作 的測量中確定轉(zhuǎn)子位移；和2)當(dāng)做出葉片徑向變形的判定時考慮轉(zhuǎn)子 位移。在其它實施例中，接近度傳感器的數(shù)量可以是一個，并且該方 法還可包括如下步驟l)利用一個或多個轉(zhuǎn)子探頭測量轉(zhuǎn)子位移；和 2)當(dāng)做出葉片徑向變形的判定時考慮轉(zhuǎn)子位移。
本申請還進一步描述了一種用于確定渦輪中的葉片徑向變形的 系統(tǒng)，其包括l)圍繞著葉片級周緣而設(shè)置的一個或多個接近度傳感 器；和2)從接近度傳感器中接受測量數(shù)據(jù)的控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)可配 置成通過比較由一個或多個接近度傳感器所作的葉片的初始測量和 第二測量而確定葉片的徑向變形。初始測量和第二測量可各指示葉片 頂端到一個或多個接近度傳感器的距離。初始測量和第二測量可在渦 4侖運4亍時進^亍。
在某些實施例中，該系統(tǒng)可包括紅外線高溫計。在這種實施例中， 紅外線高溫計可測量葉片的徑向溫度分布，并為控制系統(tǒng)提供徑向溫 度分布數(shù)據(jù)。然后，控制系統(tǒng)可從徑向溫度分布數(shù)據(jù)中確定徑向變形 均勻或集中的程度。在某些實施例中，控制系統(tǒng)可配置成當(dāng)已經(jīng)確定 存在預(yù)定水平的徑向變形時產(chǎn)生并發(fā)送警報給渦輪操作員。
在某些實施例中，接近度傳感器的數(shù)量可以是兩個或更多個。在 這種實施例中，控制系統(tǒng)可從兩個或更多個接近度傳感器所作的測量 中確定轉(zhuǎn)子位移?？刂葡到y(tǒng)還可在做出葉片徑向變形的判定時考慮轉(zhuǎn) 子位移。在其它實施例中，接近度傳感器的數(shù)量可以是一個。在這種實施 例中，控制系統(tǒng)可利用一個或多個轉(zhuǎn)子探頭測量轉(zhuǎn)子位移?？刂葡到y(tǒng) 還可在做出葉片徑向變形的判定時考慮轉(zhuǎn)子位移。
本申請可進一步描述了 一種用于確定渦輪中的葉片軸向變形的
方法，其包括:l)利用一個或多個圍繞著葉片級周緣而設(shè)置的接近度 傳感器進行從渦輪外殼上的固定位置至葉片的距離的初始測量，該固 定位置為如下三個固定位置中的其中一個位置，這三個固定位置是遠 離該葉片級的軸向位置的上游，遠離該葉片級的軸向位置的下游，以 及遠離該葉片級軸向位置的上游和下游；2)在初始測量之后，利用一 個或多個接近度傳感器進行距離的第二測量；和3)通過比較初始測量 和第二測量而做出葉片軸向變形的判定。初始測量和第二測量可各指 示葉片側(cè)面到一個或多個接近度傳感器的距離。初始測量和第二測量 可在渦輪運行時進行。
在某些實施例中，該方法還可包括如下步驟l)測量葉片的徑向 溫度分布；和2)從徑向溫度分布中確定軸向變形均勻或集中的程度。
本申請還描述了 一種用于確定渦輪中的葉片軸向變形的系統(tǒng)，其 包括l)設(shè)置在圍繞葉片級周緣的固定位置上的一個或多個接近度傳 感器，該固定位置為如下三個固定位置中的其中一個位置，這三個固 定位置是遠離該葉片級的軸向位置的上游，遠離該葉片級的軸向位置 的下游，以及遠離該葉片級軸向位置的上游和下游；和2)從接近度傳 感器接受測量數(shù)據(jù)的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)可配置成通過比較由一個 或多個接近度傳感器所作的葉片的初始測量和第二測量而確定葉片 的軸向變形。初始測量和第二測量可各指示葉片側(cè)面到一個或多個接 近度傳感器的距離。初始測量和第二測量可在渦輪運行時進行。
在某些實施例中，該系統(tǒng)還可包括紅外線高溫計。這種紅外線高 溫計可測量葉片的徑向溫度分布，并為控制系統(tǒng)提供徑向溫度分布數(shù) 據(jù)。然后，控制系統(tǒng)可從徑向溫度分布數(shù)據(jù)中確定軸向變形均勻或集 中的程度。
8通過查看以下結(jié)合附圖和所附權(quán)利要求所作的優(yōu)選實施例的詳 細說明將明晰本申請的這些以及其它特征。


圖1是燃氣渦輪的透視剖面圖，其展示了其中可應(yīng)用本發(fā)明的一 個實施例的示范性渦輪。
圖2是圖1的燃氣渦輪的橫截面圖，其展示了本發(fā)明的一個示范 性實施例。
圖3是圖1的燃氣渦輪的橫截面圖，其展示了根據(jù)本發(fā)明的一個
示范性實施例的接近度傳感器的周向布置。
圖4是圖1的燃氣渦輪的橫截面圖，其展示了本發(fā)明的一個示范 性實施例。
圖5是圖1的燃氣渦輪的橫截面圖，其展示了本發(fā)明的一個示范 性實施例。
部件列表:
燃氣渦輪
4壓縮才幾
壓縮4幾葉片
6燃燒器
8渦輪
9渦輪葉片
10隔膜
11轉(zhuǎn)子
12渦輪外殼
20葉片徑向變形監(jiān)測系統(tǒng)
22接近度傳感器
30葉片軸向變形監(jiān)測系統(tǒng)32 上游接近度傳感器
34 下游接近度傳感器 40 紅外線高溫計
具體實施例方式
目前已經(jīng)開發(fā)出一種精確可靠地，并且以相對^[氐廉的成本實時 地，即在燃氣渦輪運行時測量渦輪葉片變形的技術(shù)。現(xiàn)在參看圖1， 其顯示了在其中可應(yīng)用本發(fā)明的示范性實施例的典型的燃氣渦輪2。 雖然圖l顯示了燃氣渦輪，但是應(yīng)該懂得本發(fā)明還可用于蒸氣渦輪。 如圖所示，燃氣渦輪2可包括壓縮機4，其可包括若干級壓縮機葉片 5,壓縮機4壓縮工作流體，即空氣。燃氣渦輪2可包括燃燒器6，其 燃燒燃料并壓縮空氣。燃氣渦4侖2還可包括渦輪8,其包括若干級翼 面或渦輪葉片9，葉片將來自膨脹的熱燃氣的能量轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)的機械 能量。如此處所用術(shù)語"葉片"將用來指壓縮機葉片或渴輪葉片。渦 輪8還可包括隔膜10,如圖2中所示，其是將熱氣流引導(dǎo)到渦輪葉片 9上的固定部件。燃氣渦輪2可包括轉(zhuǎn)子11，壓縮機葉片5和渦輪葉 片9安裝在轉(zhuǎn)子11上。渦輪外殼12可封閉燃氣渦輪2。
如圖2中所示，根據(jù)本發(fā)明的葉片徑向變形監(jiān)測系統(tǒng)20可包括 一個或多個接近度傳感器22,它們圍繞單級壓縮機葉片5或渦輪葉片 9的周緣而間隔開。具體地說，接近度傳感器22可安裝在渦輪外殼 10中，使得接近度傳感器22面向壓縮機葉片級5，或者如圖所示， 從外部的徑向位置面向渦輪葉片級9。通過這種方式，不管情況如何， 接近度傳感器22都可測量從接近度傳感器22到壓縮機葉片5或渦輪 葉片9的頂端的距離。在某些實施例中，接近度傳感器22可以是渦 電流傳感器、電容傳感器、微波傳感器、激光傳感器或另一相似類型 的裝置。
通過傳統(tǒng)方法，傳感器可連接在控制系統(tǒng)(未顯示)上，其可接收、 存儲并基于接近度傳感器22所獲得的接近度數(shù)據(jù)而進行計算?？刂葡到y(tǒng)可包括任何合適的大功率固態(tài)開關(guān)裝置?？刂葡到y(tǒng)可以是計算
機；然而，這僅僅是屬于本申請范圍內(nèi)的一個合適的大功率控制系統(tǒng) 的示例。例如，但決不作為限制，控制系統(tǒng)可包括可控硅整流器(SCR)、 晶閘管、MOS控制的晶閘管(MCT)和絕緣柵雙極型晶體管中的至少一 個?？刂葡到y(tǒng)還可作為單個專用集成電路，例如ASIC而實現(xiàn)，其具 有用于整體的、系統(tǒng)水平控制的主或中央處理器部分，以及專用于在 中央處理器部分的控制下執(zhí)行各種不同的特定組合、功能和其它過程 的獨立部分。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)該懂得控制系統(tǒng)還可利用各種單 獨的專用或可編程的集成電路或其它電子電路或裝置來實現(xiàn)，例如硬 布線的電子或邏輯電路，其包4舌分立元件電路或可編程邏輯裝置，例 如PLDs、 PALs、 PLAs等等。4空制系統(tǒng)還可利用合適的預(yù)編程通用計 算機來實現(xiàn)，例如微處理器或銀i控制器或其它處理器裝置，例如單獨 的或與一個或多個周邊數(shù)據(jù)和信號處理裝置一起的CPU或MPU。
在使用時，葉片徑向變形監(jiān)測系統(tǒng)20可運行如下。雖然這個運 行示例將涉及測量渦輪葉片9的變形，但是普通技術(shù)人員應(yīng)該認識到 相同的通用操作方法可應(yīng)用于壓縮機葉片5。接近度傳感器22在燃氣 渦輪2的起動期間可進行各渦庫侖葉片9的初始測量。如本領(lǐng)域中的普 通技術(shù)人員應(yīng)該理解的，各葉片的表面差異可通過由接近度傳感器22 所測量的分布而為控制系統(tǒng)識別各個具體的葉片。具體地說，各葉片 的細微的表面差異可容許控制系統(tǒng)識別單獨的葉片，并從而跟蹤各單 獨葉片的變形。初始測量可指示各渦輪葉片9的初始長度。這可通過 已知的轉(zhuǎn)子11的尺寸和位置以及從接近度傳感器22到各渦輪葉片9 的頂端所測量的距離來確定。也就是說，從這兩個值中可計算出渦輪 葉片9的長度。初始測量數(shù)據(jù)可存儲在控制系統(tǒng)中。
在燃氣渦輪2運行時，可進行后續(xù)的或第二測量。這些測量可周 期性地進行，例如，它們可每秒或每分鐘或每小時或經(jīng)過某些更長的 周期進行。第二測量可指示各渦輪葉片9在測量時的長度。同樣，這 個長度可通過已知的轉(zhuǎn)子的尺寸和位置以及從接近度傳感器22到渦
ii輪葉片9的頂端所測量的距離來確定。從這兩個值可計算出渦輪葉片
9的長度。第二測量數(shù)據(jù)可存儲在控制系統(tǒng)中。
控制系統(tǒng)可處理測量數(shù)據(jù)以確定渦輪葉片9是否已經(jīng)在徑向方向
上變形，即渦輪葉片在使用期間是否已經(jīng)"被拉長"。具體地說，控 制系統(tǒng)可將第二測量與初始測量進行比較，以確定已經(jīng)發(fā)生的變形或 蠕變的量?？刂葡到y(tǒng)可預(yù)編程以便一旦變形達到某一水平即警告渦輪 操作員。例如，控制系統(tǒng)可為某個計算機終端提供閃光警報，給渦輪
操作員發(fā)送電子郵件或傳呼(page)，或使用某些其它方法來警告渦輪 操作員。當(dāng)變形水平指示渦輪葉片9接近或處于其使用壽命終點時， 可發(fā)送這種警報。這時，可從燃氣渦輪2中拔出渦輪葉片9,并進行 修理或更換。
如上所述，葉片徑向變形監(jiān)測系統(tǒng)20可包括一個或多個接近度 傳感器22。如圖3中所示，葉片徑向變形監(jiān)測系統(tǒng)20可包括圍繞葉 片周緣而均勻地間隔開的三個^l姿近度傳感器22;但是本領(lǐng)域中的普通 技術(shù)人員應(yīng)該認識到可使用更多或更少的接近度傳感器20。具有多個 傳感器的優(yōu)勢是，在計算實際的葉片變形或蠕變時可確定并考慮轉(zhuǎn)子 11在外殼12中的相對位置。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)該懂得，轉(zhuǎn) 子相對于渦輪外殼12的相對位置會由于轉(zhuǎn)子下垂、軸承運動、渦輪 外殼不圓以及其它問題而發(fā)生變化。如果不通過若干個接近度傳感器 22考慮到這種位移，其可能被認為是葉片變形。因而，可歸因于轉(zhuǎn)子 運動的葉片的位移可被慮及以確定實際的葉片變形。例如，在圖3所 示的三個傳感器的情況下，測量數(shù)據(jù)可能指示，對于其中一個接近度 傳感器22而言，其中一個葉片已經(jīng)拉長了，而對于另兩個接近度傳 感器22而言，該葉片已經(jīng)收縮了。這些結(jié)果指示轉(zhuǎn)子在外殼中已經(jīng) 朝著接近度傳感器22移動，這顯示了拉長。按傳統(tǒng)方法，在給定三 個測量值的情況下，控制系統(tǒng)可使用算法確定轉(zhuǎn)子位移。這樣，控制 系統(tǒng)可消除轉(zhuǎn)子位移以確定各葉片的實際徑向變形。
如上所述，在某些實施例中，可只使用一個接近度傳感器22。在這種系統(tǒng)中，使用傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子4笨頭，例如Bently探頭來確定轉(zhuǎn)子位置 可能是有利的。轉(zhuǎn)子探頭可定位在轉(zhuǎn)子上的任何點上，并可實時測量 轉(zhuǎn)子的實際徑向位置。如上所述，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)該懂得，轉(zhuǎn) 子可能在運行期間徑向移動。如果沒有考慮實際的轉(zhuǎn)子定位，這個位 移可能看起來像葉片的變形。如果另一方面，通過轉(zhuǎn)子探頭計算實際 的轉(zhuǎn)子位移，那么控制系統(tǒng)可計算實際的葉片變形。
在某些實施例中，接近度傳感器22可定位成使得它們測量軸向 變形。如圖4中所示，這可通過將接近度傳感器22放置在某個位置 上，使得它們從位于葉片軸向位置的上游或前面的某個位置或從位于 葉片軸向位置的下游或后面的某個位置觀測葉片來完成(即，接近度傳 感器并不向下，而是從某個角度位置觀測葉片級)。因而，葉片軸向變 形監(jiān)測系統(tǒng)30可在圍繞葉片級周緣一個或多個位置包括上游接近度 傳感器32,下游接近度傳感器34,或兩者均包括。上游接近度傳感 器32可測量從渦輪外殼12中固定的上游位置到葉片側(cè)面的距離。類 似地，下游接近度傳感器34可測量從渦輪外殼12中固定的下游位置 到葉片側(cè)面的距離。因而，在葉片的上游或下游方向上的任何軸向變 形可通過檢查由上游接近度傳感器32,下游接近度傳感器34或兩者 所進行的連續(xù)測量而確定。
類似于葉片徑向變形監(jiān)測系統(tǒng)20，使多個接近度傳感器22圍繞 葉片級周緣而間隔開對葉片軸向變形監(jiān)測系統(tǒng)30可能是有利的。具 有多個傳感器的優(yōu)勢是,在確定實際的葉片軸向變形時可確定并考慮 轉(zhuǎn)子的相對位置。
如圖5中所示，在某些實施例中，葉片徑向變形監(jiān)測系統(tǒng)20和/ 或葉片軸向變形監(jiān)測系統(tǒng)30可利用傳統(tǒng)的紅外線高溫計40進行增 大，紅外線高溫計40提供各葉片的徑向溫度分布。用于這種實施例 的紅外線高溫計可以是任何傳統(tǒng)的紅外線高溫計或相似裝置。在使用 中，紅外線高溫計40可測量各葉片在運行期間的徑向溫度分布。控 制系統(tǒng)可為各葉片跟蹤由接近度傳感器22測量的徑向蠕變和/或由上游接近度傳感器32測量的軸向蠕變，以及徑向溫度分布。徑向溫度 分布將容許控制系統(tǒng)確定是否有任何葉片在運行期間形成了 "熱
點"(即，溫度升高的區(qū)域)。利用這個信息，控制系統(tǒng)可確定是否有更 大百分比的所測量的軸向或徑向蠕變可歸因于與該熱點重合的葉片 區(qū)域，因為溫度升高的區(qū)域以更快的速率發(fā)生變形或蠕變。本領(lǐng)域中 的普通技術(shù)人員應(yīng)該懂得，蠕變在整個葉片上是否均勻或集中會影響 預(yù)期的部件壽命。因而，如果確定由于所測量的熱點，葉片可能經(jīng)受 集中的蠕變或變形，那么部件的預(yù)期壽命將降低。另一方面，如果確 定由于不存在任何熱點，葉片可能經(jīng)受均勻的蠕變，那么部件的預(yù)期 壽命將不會下降。通過這種方式，可避免由于集中蠕變引起的故障。 從本發(fā)明的優(yōu)選實施例的上述細節(jié)描述中，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員 將想到改進、變型和改型。所附權(quán)利要求意圖覆蓋這種本技術(shù)領(lǐng)域中 的改進、變型和改型。此外，明顯的是前述僅涉及本申請的所述實施 例，并且在不脫離由以下權(quán)利要求和其等效物所限定的本申請的精神 和范圍的情況下，在此處可實現(xiàn)許多變型和改型。
權(quán)利要求
1.一種用于確定燃氣渦輪(2)中的葉片(4)，(9)的徑向變形的方法，所述方法包括如下步驟利用圍繞著葉片級(4)，(9)的周緣而設(shè)置的一個或多個接近度傳感器(22)進行所述葉片(4)，(9)的初始測量；在所述初始測量之后，利用所述一個或多個接近度傳感器(22)進行所述葉片(4)，(9)的第二測量；通過將所述初始測量與所述第二測量進行比較做出所述葉片(4)，(9)的徑向變形的判定。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述初始測量和所 述第二測量各指示從所述葉片(4)，(9)的頂端到所述一個或多個接近度 傳感器(22)的距離。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述方法還包括如 下步驟測量所述葉片的徑向溫度分布；和從所述徑向溫度分布確定所述徑向變形均勻或集中的程度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述接近度傳感器(22) 的數(shù)目包括兩個或更多個；所述方法還包括如下步驟從由所述兩個或更多個接近度傳感器(22)所做的測量確定轉(zhuǎn)子 (ll)的位移；和當(dāng)做出所述葉片(4),(9)的徑向變形的判定時考慮所述轉(zhuǎn)子位移。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述接近度傳感器(22) 的數(shù)目包括一個；所述方法還包括如下步驟利用一個或多個轉(zhuǎn)子探頭來測量轉(zhuǎn)子位移；和當(dāng)做出所述葉片(4)，(9)的徑向變形的判定時考慮所述轉(zhuǎn)子位移。
6. —種用于確定燃氣渦輪(2)中的葉片(4),(9)的徑向變形的系統(tǒng)， 所述系統(tǒng)包括圍繞著葉片級(4),(9)的周緣而設(shè)置的 一個或多個接近度傳感器 (22)，其中所述一個或多個接近度傳感器(22)對所述葉片(4),(9)進行至 少初始測量和第二測量；和接收來自所述接近度傳感器(22)的測量數(shù)據(jù)的控制系統(tǒng)； 其中所述控制系統(tǒng)配置成通過將所述初始測量與所述第二測量 進行比較而確定所述葉片(4),(9)的徑向變形。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)還包括紅 外線高溫計(40);其中所述紅外線高溫計(40)測量所述葉片(4),(9)的徑向溫度分布， 并為所述控制系統(tǒng)提供徑向溫度分布數(shù)據(jù)；其中所述控制系統(tǒng)從所述徑向溫度分布數(shù)據(jù)確定所述徑向變形 均勻或集中的程度。
8. —種用于確定燃氣渦4侖中葉片的軸向變形的方法，所述方法 包括如下步驟利用 一個或多個圍繞著葉片級(4),(9)的周緣而設(shè)置的接近度傳感 器(22)對從渦輪外殼(12)上的固定位置到所述葉片(4)，(9)的距離進行初 始測量，所述固定位置為如下三個固定位置中的一個位置，所述三個 固定位置包括遠離所述葉片級(4),(9)的軸向位置的上游，遠離所述葉 片級(4),(9)的軸向位置的下游，以及遠離所述葉片級(4)，(9)的軸向位置 的上游和下游；在所述初始測量之后，利用所述一個或多個接近度傳感器(22)進 行所述距離的第二測量；和通過比較所述初始測量與所述第二測量做出所述葉片(4),(9)的軸 向變形的判定。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述初始測量和所 述第二測量各指示從所述葉片(4),(9)的一側(cè)到所述一個或多個接近度傳感器(22)的距離。
10.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于所述方法還包括 如下步驟測量所述葉片(4),(9)的徑向溫度分布；和從所述徑向溫度分布確定所述軸向變形均勻或集中的程度。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于測量渦輪中葉片變形的方法和系統(tǒng)，具體而言，一種用于確定燃氣渦輪(2)中的葉片(4)，(9)的徑向變形的方法包括1)利用一個或多個圍繞著葉片級(4)，(9)的周緣而設(shè)置的接近度傳感器(22)進行葉片(4)，(9)的初始測量；2)在初始測量之后，利用一個或多個接近度傳感器(22)進行葉片(4)，(9)的第二測量；3)通過比較初始測量與第二測量而做出葉片(4)，(9)的徑向變形的判定。初始測量和第二測量可在渦輪(2)運行時進行。
文檔編號G01B7/16GK101315270SQ20081011005
公開日2008年12月3日 申請日期2008年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月31日
發(fā)明者E·格布哈德特, E·鮑克奈特, J·格蘭特, S·德拉佩爾, S·霍伊特 申請人:通用電氣公司