1．项目背景、目的及意义

近几年SSS离合器在国内各电厂应用以来，陆续出现过因SSS离合器损坏故障导致停机检修的现象。目前，电厂已有监测技术仅限于对SSS离合器设计的预锁定、锁定、解锁、啮合、脱开等几种开关量信号，这些信号不足以用来判断离合器的实际工作状态。由于缺乏各方面参数的状态监测，同类型机组的电厂共有4台SSS离合器在模式切换或者背压运行中发生过故障，SSS离合器磨损严重，其中北京市某发电厂曾因SSS离合器故障导致反复停机检修，累计停机检修时间约30天。更换新SSS离合器的价格高，参考天津某发电厂采购价约为520万元人民币。因设备缺陷非计划停运检修严重危害电网安全、冬季居民供暖安全；同时发电厂的经济损失也非常大，因此，对SSS离合器的状态监测研究非常有必要，从安全性和经济性方面意义巨大。

2．解决的关键技术问题

（1）实现了精确的SSS离合器回油温度监测。

（2）通过采集高中压转子与低压转子转速齿盘原始脉冲信号，设计算法计算SSS离合器中间活动件的旋转角度。结合中间活动件的机械螺旋角，将中间活动件的旋转角度换算为中间活动件的轴向位移量。解决了中间件位移的实时监测问题。

（3）利用机组负荷、高中压缸进汽、低压缸进汽等多个参数，设计算法，用总电负荷除去高中压缸做功量和转子的机械能，得出低压缸做功量，再将低压缸做功量换算为SSS离合器的传递扭矩。

（4）利用振动信号分析，进行SSS离合器的故障预判和故障分析。

（5）通过上述信号的分析与处理，帮助技术人员诊断SSS离合器的实际工作状态与健康程度。

3．主要创新点和科学技术内容

（1）SSS离合器中间件运动位移监测。离合器中间件位于设备内部，无法安装位移传感器进行直接监测。项目采用离合器两侧转子键相信号分析的方法，设计一套精确算法，通过转速测量进行中间件的位移计算，从而实现位移监测。

（2）SSS离合器传递扭矩监测。离合器实现了汽机低压转子向高压转子输入能量的功能，因现场条件限制，离合器传递扭矩值无法直接测量。该项目从电厂PI系统数据库调用大量参数进行复杂运算，实现扭矩的实时监测。

（3）研发一套SSS离合器状态监测系统。监测系统包含了离合器回油温度、离合器中间件位移、传递扭矩、振动等多个参数的协同监测。监测系统通过对SSS离合器全方位的监测来综合评判设备的运行状态是否正常。

4．安全效益、经济效益和社会效益

该研发成果具有极大的安全效益、经济效益：保障电厂安全稳定运行、保障冬季居民供暖不中断、减少经济损失、节约大额备件费用支出。

可以提高故障诊断水平减少非计划停运经济损失：国内带有SSS离合器的汽机经常出现SSS离合器前后轴瓦振动突变、高中压转子轴向位移变化异常情况，现阶段没有透视仪器可以查看SSS离合器内部齿轮啮合健康状况，为了排查异常原因，通常需要停机检查SSS离合器，检查处理无异常后再恢复机组启动。机组非计划停机检修造成了发电、供热的经济损失。

按照国华京燃热电厂以前曾发生停机检修事件，（二拖一机组估算），汽机每次因为SSS离合器非停13天后（8天停盘车2天抢修2天油循环1天准备启动恢复工作）才能恢复运行发电，13天（24小时/天X13天=312小时）发电损失：按照机组在60%左右负荷，天然气耗0.18Nm?/KWh，天然气价格2.27元/Nm?，电价0.62元/KWh，厂用电损失2%计算

则售电电量收益损失=（95万KW×60%×24h×13）×0.98×0.62元/KWh/1.13-(95万KW×60%×24h×13)X2.27元/Nm?/1.09×0.18Nm?/KWh=9957-6667=3290万元。

该成果可以帮助技术人员诊断SSS离合器啮合、脱开的实际状态，从而减少因停机检查SSS离合器带来的无法发电的经济损失3290万元。

（2）如果更换SSS离合器的棘轮和棘爪备件费为50万元人民币，施工费为6万元；如果磨损严重更换一台340T型SSS离合器的费用大约为520万人民币，施工费10万元。此研发成果可以有效监测SSS离合器状态和故障预警，节约大额备件的费用支出。

综上所述，该创新研发的监测系统能在设备异常情况下快速帮助生产人员找到SSS离合器故障源，进行针对性的检修，减少因SSS离合器相关参数异常带来的停机检修损失。

5、应用推广情况

目前，在京津冀地区投产的带有SSS离合器的联合循环发电机组就已经超过了10台，并且天津等地也正在建设同类型机组。随着我国对提升火电机组灵活性深度调峰的要求，SSS离合器已经在常规燃煤机组上进行推广应用。针对SSS离合器设备，在一定的故障机率下，随着更多的设备应用在发电机组上，出现故障的次数就会越来越多，带来的损失也会越来越大。并且，随着SSS离合器运行时间的增加，设备的安全运行面临的挑战将会越来越大。此科技成果为SSS离合器运行提供实时状态监测，并分析设备的运行健康程度，友好的人机交互画面，为生产人员提供运行监测和故障诊断提供帮助。

此成果已经应用于生产实践，并已申报专利3项（已批复2项，审核中1项）。此科技成果可以直接应用于其它带有SSS离合器装置的火力发电机组，研究推广意义很大。目前该科技成果已经应用推广到大唐集团和京能集团相关电厂。