汽轮机轴向位移、胀差传感器的安装探讨以及异常问题分析归
纳
缪水宝
【期刊名称】《《东方汽轮机》》
【年(卷),期】2019(000)003
【总页数】9页(P60-68)
【关键词】轴向位移; 胀差; 安装; 调试; 分析; 建议
【作者】缪水宝
【作者单位】芜湖发电有限责任公司安徽芜湖 241009
【正文语种】中文
【中图分类】TK36; TK268
0 引言
在高参数、大容量汽轮发电机组中，轴向位移和胀差是直接反映汽轮机动静间隙的两项最重要的技术参数，也是两项重要保护。目前，由于许多机组的轴系机械安装零位和监测保护系统的电气零位不统一，经常发生检修后的机组因胀差、位移监测系统传感器的零位锁定不当，使该系统在机组启动后，测量误差较大，甚至无法正常监测和投入保护，只能停机处理。因此，检修后机组的轴向位移、胀差传感器的安装正确与否直接影响机组的正常运行[1]。
汽轮机监测仪表系统Turbine Supervisory Instrumentation（简称TSI）是一种
可靠的连续监测汽轮发电机组转子和汽缸的机械工作参数的多路监控系统，可用于连续显示机组的启停和运行状态，为记录表提供输出信号，并在被测参数超出预置的运行极限时发出报警信号，必要时采取自动停机保护。此外，还能提供用于故障诊断的各种测量数据[2]。其中TSI监测的重要参数就包括对轴向位移和胀差测量、监视。
1 系统简介
1.1 主机系统说明（简称大机）
芜湖发电有限责任公司2台燃煤机组汽轮机采用由东汽制造的N660-25/580/600型超超临界、一次中间再热、单轴、凝汽式汽轮机；汽轮机监测系统（TSI）为德
国EPRO公司的旋转机械监测保护系统，由东汽成套提供，主要由传感器、延伸
电缆、前置器、就地电缆和监测保护系统组成；DCS系统为FOXBORO I/A Series系统。利用DCS实现汽轮机紧急跳闸系统emergency trip system（ETS）功能，用独立的DCS机柜、独立的控制站、I/O卡件冗余配置具有极快的运算速度，有利于机组事故分析、运行管理和检修维护。由TSI输出的轴向位移1/2超
限停机信号、高中压缸胀差超限停机信号以及低压缸胀差超限停机信号分别送至3块FOXBORO FBM219卡件进行“或”逻辑判断后，3块FBM219卡件每块输
出2副DO信号再进行3取2继电器硬逻辑判断后输出ETS跳闸信号。
1.2 给水泵汽轮机系统说明（简称小机）
芜湖发电公司给水泵有 3台，1台30%的电动给水泵，2台50%的汽动给水泵，
给水泵汽轮机为杭汽提供的型号为NK63/71，单缸、单流程、下排汽凝汽式汽轮机，通过联轴器直接带动给水泵运行。额定工况功率9.21 MW，额定转速5 506 r/min；额定进汽压力1.185 MPa；额定排汽压力6.6 kPa。该汽轮机在设计工况运行时，采用双机并列运行，即每台汽动给水泵供给锅炉 50%的额定给水量。每
台给水泵汽轮机轴向位移传感器系统设置两套，以满足重要参数二取一的选择原则。
2 安装前电缆的绝缘测试
在胀差和轴向位移安装之前，将轴向位移、胀差前置器至监测卡件的信号线全部拆除，使前置器、探头与TSI系统全部分离[3]，然后用500 V兆欧表对电缆进行绝缘测试，绝缘电阻不低于1 MΩ。
3 轴向位移测量系统
芜湖发电有限责任公司每台机组出厂设计了6套轴向位移测量系统，其中大机2套，给水泵汽轮机A/B每台2套,分别安装于大、小机轴承箱内。轴向位移监测系统是利用电涡流传感器的输出电压与其被测金属表面的垂直距离在一定范围内成正比的关系，将位移信号转换成电压信号送至监测仪表，从而实现监测和保护的目的[4]。
3.1 大机轴向位移测量系统
轴向位移电涡流传感器位于汽轮机中间轴承箱右侧，两只轴向位移传感器安装于#2与#3轴承箱的侧面，固定在同一支架上，探头朝汽轮机方向安装，见图1。轴向位移检测的是推力轴承相对于汽缸的相对位移，在机组运行过程中，要使动静部件之间保持一定的轴向间隙及油膜，避免汽轮机转动部件和静止部件之间发生摩擦和碰撞[5]。
轴向位移监测采用了两只传感器，对应-2～+2 mm的轴向位移测量范围，型号为MMS6000 PR6424/010-040（根据MMS6000用户手册说明PR6424/010-040表示该传感器为公制螺纹M18×1.5、电缆有铠装、传感器头的长度13 mm、螺纹长度40 mm、1 m电缆处有接头、电缆总长度10 m、电缆末端为Lemo CON 插头），都是利用涡流传感器将其与被测表面的位移转换成电压信号送至前置放大器，经整形放大后，输出0～24 V DC电压信号，送至MMS6210监测器进行信号处理。当任一两个通道的轴向位移信号大于或小于报警值或危险值时（见表1），报警或危险继电器动作，输出开关量信号至ETS系统实现保护功能，同时送
出4～20 mA模拟量信号至DEH；通道故障、报警等开关量信号送至DCS进行画面显示以及光字牌报警，以便于机组运行人员监视，见图2。
图1 胀差/轴向位移分布图
表1 汽轮机轴向位移/胀差定值一览表监测项目轴向位移SP1/mm轴向位移
SP2/mm高中压缸胀差/mm低压缸胀差/mm报警值+0.6/-1.05+0.6/-
1.05+10.5/-5.3+19.8/-4.6危险值+1.2/-1.65+1.2/-1.65+11.6/-6.6+30.0/-8.0 图2 轴向位移测量系统原理图
3.2 轴向位移安装调试
轴向位移用于保护汽轮机的动静部分不碰撞磨损，生产厂家不一样，动静间隙也不一样，所以定值也不一样。有些汽轮机的零位在紧靠推力瓦工作面设定，此时双向报警值和停机值的绝对值是不相等的；有些需根据推力瓦间隙的1/2折算出间隙电压加至零位电压设定，此时双向报警值和停机值的绝对值都是相等的，这些都是因为其动静部分结构设定的。而东汽厂的轴向位移零位规定：机组冷态时，将转子的推力盘推向推力瓦的工作瓦块（发电机侧），并与工作面靠紧，此时将轴向位移定为零位，即调整探头位置显示为0 mm，在安装时无需考虑推力间隙，故轴向位移的双向报警值和停机值的绝对值是不相等的，见表1。通过旋转调整架手轮确保测量范围，并锁紧调整架上的锁紧螺栓。松开①②固定螺栓，可以旋转调整架手轮使轴向位移探头远离或靠近汽机转子凸缘,确保轴向位移在测量线性范围，见图3。
图3 轴向位移传感器安装示意图
（1）根据校验报告确定探头安装间隙电压，在前置器输出为-12 V处定位零位。（2）轴向位移方向的确定。探头靠近推力盘为正，远离推力盘为负。即当大轴向发电机方向移动时为正，向机头方向移动为负。
（3）现场轴向位移探头安装在支架上的位置从上到下依次为轴向位移1、轴向位
移2。定位时应先固定好轴向位移探头1，测量前置器输出电压为-12 V DC，然后定轴向位移2,测量两个轴向位移前置器输出电压都是-12 V，最后将两个轴向位移锁紧螺栓固定好。
（4）旋转调整架手轮至轴向位移报警值和危险值,检查MMS6210轴向位移监视器、ETS系统画面报警和汽机光字牌画面报警正常。
（5）最终定位：移动旋转调整架手轮使前置器输出电压为-12 V，DEH画面显示0 mm。将锁紧螺栓固定好。
3.3 给水泵汽轮机轴向位移测量系统
3.3.1 给水泵汽轮机轴向位移测量系统简介
每台给水泵汽轮机设计有2套轴向位移测量系统，安装于前轴承箱内。小机轴向位移报警值和危险值分别为：±0.56 mm和±0.8 mm。2个信号任一达到危险值跳闸给水泵汽轮机。测量原理与大机基本相似，在此就不再多加详细说明。电涡流传感器型号为PR6423/004-010，根据MMS6000用户手册说明PR6423/004-010表示该传感器为公制螺纹M10×1、电缆无铠装、传感器头的长度9 mm、螺纹长度65 mm、1 m电缆处有接头、电缆总长度5 m、电缆末端为Lemo CON 插头。
3.3.2 给水泵汽轮机轴向位移安装调试
（1）参考检修后的校验报告，PR6423/004-010电涡流传感器零位电压、灵敏度以及量程见表2。
表2 PR6423/004-010电涡流传感器安装参数量程/mm监测项目A小机轴向位移1 A小机轴向位移2 B小机轴向位移1 B小机轴向位移2零位电压/V0（-V）10.042 10.042 10.019 10.104灵敏度F/（V·mm-1）7.69 7.69 7.919 7.429 2 2 2 2
（2）安装前机务专业已经将A/B两台小汽轮机推力盘推向推力瓦的非工作瓦块
(小机侧)，并与非工作面靠紧，小机轴位移监测的方向为轴系由前箱侧向小机侧窜动视为正方向。机务专业将A/B两台小机轴系推力盘均靠在非工作面，等于将轴
系从推力瓦的中间零位向小机侧推了1/2×Δ mm。（推力间隙Δ：推力盘是转子
的一部分，推力瓦安装在推力盘两侧，推力盘在推力轴承的工作面和非工作面之间的移动距离，见图4）机务专业测量告知A/B小汽轮机推力间隙Δ分别为：0.40 mm和0.39 mm。当小机轴系紧贴非工作面时，正向2个电涡流传感器安装电压
V如下式计算：
A 小汽轮机轴向位移 1： V=V0-F×1/2×Δ=-10.042-7.690×1/2×0.40=-11.58 V；
A 小汽轮机轴向位移 2： V=V0-F×1/2×Δ=-10.042-7.690×1/2×0.40=-11.58 V；
B 小汽轮机轴向位移 1： V=V0-F×1/2×Δ=-10.019-7.919×1/2×0.39=-11.56 V；
B 小汽轮机轴向位移 2： V=V0-F×1/2×Δ=-10.104-7.429×1/2×0.39=-11.55 V。图4 给水泵汽轮机轴向位移测量原理图
（3）最终两台小汽轮机轴向位移安装调试完成后，DCS画面显示数据见表3。
表3 给水泵汽轮机轴向位移安装数据监测项目A小机轴向位移1/mm A小机轴向位移2/mm B小机轴向位移1/mm B小机轴向位移2/mm显示数据0.233 0
0.226 3 0.215 8 0.220 3
4 胀差监测系统工作原理
在机组正常运行中，胀差传感器固定在缸体上，而传感器的被测金属表面铸造在转子上即测量盘。汽缸和转子受热膨胀的相对差值称为“胀差”，大型火电机组胀
差有高中压胀差、低压缸胀差。当汽轮机减负荷或停机时，转子和汽缸分别以各
自的死点为基准膨胀或收缩。由于转子温度较汽缸低，转子的轴向膨胀值会比汽缸小，两者的膨胀差为负值，又称为负胀差。由此可知，凡转子轴向膨胀大于汽缸的膨胀时，称为正胀差，反之，称为负胀差[6]。
一般来说,在冷态启动过程中,主要表现为正胀差,在热态启动和停机过程中,主要表现
为胀差往负向走[7]。高压缸胀差探头位于汽轮机前箱左侧，低压缸胀差位于#6与#7中间。
（1）高中压缸胀差监测采用了1只传感器，对应于-7.5～+12.5 mm胀差测量范围，是利用涡流传感器将其与被测表面的位移转换成电压信号送至前置放大器，经整形放大后，输出0～24 V DC电压信号，送至MMS6210监测器进行信号处理。当高中压缸胀差信号大于或小于报警值或危险值时（见表1），报警或危险继电器动作，输出开关量信号至ETS系统实现保护功能。同时送出4～20 mA模拟量信
号至DEH、通道故障、报警开关量信号至DCS进行画面显示和光字牌报警，以便于机组运行人员监视。
（2）低压缸胀差监测采用了2只传感器，对应于-9～+31 mm胀差测量范围，
都是利用涡流传感器将其与被测表面的位移转换成电压信号送至前置放大器，经整形放大后，输出0～24 V DC电压信号，送至MMS6210监测器进行信号处理。
当低压缸胀差信号大于或小于报警值或危险值时（见表1），报警或危险继电器
动作，输出开关量信号至ETS系统实现保护功能。同时送出4～20 mA模拟量信
号至DEH、通道故障、报警开关量信号至DCS进行画面显示和光字牌报警，以便于机组运行人员监视。
4.1 补偿式胀差测量原理
胀差测量如果范围较大，已超过探头的线性范围时，则可采用斜面式测量和补偿式测量方式。由于低压缸胀差的测量范围较大（量程：0～40 mm），东汽660 MW机组低缸胀差测量时采用补偿式测量方法。如图6所示，在轴端推力盘的两
端各安装一支探头，在热膨胀过程中，当被监测推力盘的移动超出第一个探头的测量范围后，紧接着就进入第二个探头监测范围（见图5）[8]。两个探头输出信号
经过前置器至MMS6210卡件合成为胀差信号[9]。
图5 低压缸胀差安装示意图
4.2 胀差传感器安装调试
机组冷态时，按制造厂规定，用千斤顶将汽轮机转子顶向一侧，使转子的推力盘紧靠推力瓦块非工作面或顶向发电机侧紧靠工作面。
用笔记本连接MMS6210监测器进行组态时，channel Output选项的子项“Inver Measuring Range”中不选，意为当被测面远离A探头时胀差增大。通
过旋转调整架手轮确保测量范围，并锁紧调整架上的锁紧螺栓。松开①②固定螺栓，可以旋转调整架手轮使胀差探头远离或靠近汽机转子凸缘，确保胀差在测量线性范围（见图5）。
（1）低压缸胀差采用补偿式测量原理，即由2个探头合成进行胀差测量。现场低压缸胀差探头A安装靠近汽轮机侧，低压缸胀差探头B安装靠近发电机侧。定位
时分别固定好低压缸胀差探头A和B，移动探头支架，测量低压缸胀差A和B前
置器输出电压均为-20 V，此时转子上的被测面处于支架中间位置，最后将两个胀差锁紧螺栓固定好。
（2）使支架连同探头一起向右（发电机侧）移动11 mm，零位间隙即调停（见
图5）。
（3）旋转调整架手轮至低压缸胀差报警值和危险值，检查MMS6210低压缸胀差监视器、ETS系统画面报警和汽机光字牌画面报警正常。（正向报警值和危险值由于调整架移动范围所限，现场无法进行全行程模拟，故没有进行模拟试验。）（4）最终定位：移动旋转调整架手轮使DEH画面显示0 mm，将锁紧螺栓固定好。
高压缸胀差与低压缸胀差安装方式类似，在此就不在详细说明。
5 机组运行中存在的问题以及采取的对策、防范措施
5.1 给水泵汽轮机运行中出现的问题以及采取的措施
5.1.1 接头问题
（1）2015年8月3日#2机A给水泵汽轮机轴向位移1点突变，随即进行就地
前置器和转接头检查，当确定前置器无异常后，对转接头进行重新包扎处理，处理后正常。
（2）2017年7月13日#2机组A给水泵汽轮机机轴向位移2点显示不准，检查历史趋势另外一点显示正常且振动、推力轴承温度均正常，未发现明显异常，判断该测点本身存在问题，开工作票退轴向位移保护，检查延伸电缆接头，对其进行清洗、重新包扎后恢复正常。因此，机组每次检修后重新安装时，探头电缆与延伸电缆之间的接插件连接好后，应用耐油热缩套管封装，使之与外部铠装电缆绝缘；此处禁止采用绝缘胶布等易腐材料进行封装，否则会影响传感器的阻抗，致使测量误差。探头安装时为防止机械损坏，应把探头引线与延伸电缆分开，不能握住传感器引线旋转，应用工具夹住探头上的扳手平台紧固，探头引线随之旋转（见图6）。图6 电涡流传感器探头图
5.1.2 电缆引线问题
（1）#1机给水泵汽轮机在2017年5月检修期间，安装探头时进行线性范围模拟试验时测量前置器电压不在正常范围内，后检查发现传感器引线处有破损影响了测量精度，见图6。由于给水泵汽轮机电涡流传感器引线为无铠装，且从机组投产至今随着机组检修次数的增多，探头的拆装次数也增加，这必将缩短探头的寿命。因此在安装探头时，引线必须要随着探头旋转，否则引线受力后容易破损。后更换全新的一套校验好的传感器安装后正常。
5.2 #1机组A级检修后胀差、轴向位移出现异常现象分析以及解决方案
2015年#1机A修后汽轮机高中压缸差胀、低压缸胀差相对检修前异常；汽轮机
轴向位移比修前绝对值偏大。按照东汽相关图纸要求，轴向位移、高中压缸胀差、低压缸胀差的安装必须将汽轮机转子紧贴工作面，即向发电机侧推至正向（工作）瓦。
5.2.1 安装调试过程
（1）2015年4月19日机务专业告知，已经将将汽轮机转子紧贴工作面，即向发电机侧推至正向（工作）瓦。随后，仪控专业进行了轴向位移、高中压缸胀差、低压缸胀差探头的安装、调整工作。
（2）4月19日上午11点各探头安装完毕后，轴向位移DEH画面显示-0.067 3 mm和-0.030 5 mm，高中压缸胀差显示0.307 4 mm，低压缸胀差显示0.015 6 mm。在此期间，利用现场探头调整架手轮进行了探头前后移动的测试，方向、报警和危险值的开关量输出均正确无误，安装正确。
（3）#1机A修后机组负荷与胀差、轴向位移变化见表4， A修前机组负荷与胀差、轴向位移变化见表5，进行比对后有较大变化，且当机组负荷增加时高中压缸胀差绝值变大与机组负荷表现为成一定的正向关系，低压缸同时成一定的反向线性关系。
表4 不同负荷下胀差/轴向位移变化值（修后）负荷/MW 150 549.7 660高中压
缸胀差/mm-0.80-1.39-1.20低压缸胀差/mm 11.38 13.06 12.40轴向位移（左）/mm-0.64-0.98-1.02轴向位移（右）/mm-0.72-1.09-1.14
表5 高负荷下胀差/轴向位移变化值（修前）负荷/MW 520高中压缸胀差/mm 0.55低压缸胀差/mm 14.47轴向位移（左）/mm-0.62轴向位移（右）/mm-
0.68
5.2.2 原因分析
（1）高中压缸胀差大修前后由+0.55 mm变为-1.20 mm是由于高中压缸返厂处理，在高中压内缸外壁加装汽封装置后，减少了高排的蒸汽对高中压内缸外壁的冷却，由此汽缸夹层温度变高，相应的高中压外缸温度升高，从而汽缸绝对膨胀增加（由大修前膨胀值23 mm变为目前的28 mm）。高中压缸胀差制造厂满负荷设
计值为-2.5 mm，机组报警值（≤-5.3 mm、≥10.50 mm），故此目前高中压缸
胀差-1.20 mm是机组正常运行状态。
（2）关于低压缸胀差由修前的14.47 mm变为修后的13.06 mm，应为低压缸的滑销系统修后保持了良好的膨胀性、胀差缩小，机组运行的安全性更高。
（3）轴向位移的零位确定为把转子（轴系）向发电机侧推足（其位移量包括推力间隙、轴套移动间隙以及球面座移动间隙）再由仪控进行探头定位以及测定。机组检修后的轴向位移绝对值比检修前大，见表4绝对值逐渐变大，此现象与机组大修时对高中压缸通流间隙及B低压缸通流间隙进行了调整有关，高压缸通流定位由大修前的H=14.40 mm调整到设计值H=16.00 mm、B低压缸通流间隙由大修前的定位H=35.00 mm调整到设计值H=37.00 mm；也就是说轴系的推力动态平衡发生了变化，其平衡随着机组负荷的变化不断重新平衡。从目前的变化量结合制造厂关于此问题的回复，轴向位移数据满足机组运行要求。轴向位移正常报警值见表1。
（4）轴向位移的零位确定为把转子（轴系）向发电机侧推足。大修中转子轴系定位时，实际应为严重推过，而检修人员在未能及时发现这一现象的情况下即通知热工人员转子已推到零位。热工人员据此调整轴向位移测量装置值，机组启动运行时发现转子前窜（轴向位移A：-0.84 mm、轴向位移B：-0.82 mm）。依据轴向位移测量系统的工作原理证明转子轴系前移，推力盘靠向机头侧。轴向位移数据已接近报警值（见表1）。此数值包含了轴系转子推向发电机侧的过推量以及推力间隙量，实际运行中推力盘靠向定位推力瓦块，所以造成了汽轮机轴向位移负值较大[10]。从目前的变化量结合制造厂关于此问题的回复，轴向位移数据满足机组运行要求。
5.2.3 纠正措施以及建议
（1）机组在高负荷变动下运行，加强对轴向位移的监视；
（2）机组下次检修或停运期间轴系重新定零位以及对轴向位移探头重新进行安装
调整。
6 目前存在的问题以及建议
（1）虽然大小机轴向位移均为双重冗余配置，但是大小机轴向位移2个信号均送至EPPRO MMS6000系统MMS6210的同一卡件，（双通道卡件），若发生卡件损坏，使轴向位移失去监视，严重时可能引起跳机事故，影响机组运行，且冗余的轴向位移为或逻辑，存在误动可能，建议在机组等级检修中应该再增加2套轴
向位移测量系统和一套双通道卡件与原来的2个信号进行“两或一与”的四取二
冗余方式。
（2）胀差为单点保护，受限与汽轮机内部空间，胀差测量系统无法进行冗余配置。（3）对于1 m电缆处有接头的传感器更换为中间没有接头的延伸电缆，由于1 m 处电缆有接头处于汽缸内部，一旦汽缸扣盖后接头有问题无法进行检查处理，存在严重隐患。
7 结束语
通过对汽轮机两项重要监测参数轴向位移、胀差传感器安装方面的探讨，以及机组运行当中存在的一些问题进行了分析并采取相应的对策以及设计当中存在的一些问题提出了相应的建议、应采取的措施，以确保机组安全稳定运行。在实际运行中，有可能存在着一些不易发现的隐患，在以后的运行中以及机组等级检修中继续加强现场问题的总结，避免由于热工测量装置的原因导致机组出现误动或拒动的可能性。参考文献
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汽轮机检测保护系统安装要点及示值异常的鉴别摘要:汽轮机监测保护系统是火电机组最重要的保护系统。机组在安装调试阶段时,往往会出现TSI系统参数异常。正确的完成TSI 系统的现场安装和调试,是保障TSI系统准确测量、正确动作的先决条件。系统带电后,所有测点的测量通道都应指示出正确的测量参数。随着机组进入油循环和盘车,轴系位置发生了改变,TSI系统的参数输出也因此会发生明显的变化。机组启动后,由于机组各自不同的特性、安装水平等,TSI系统会输出各种各样的参数指示。当机组带负荷运行后,正常情况下,轴位移、胀差、缸胀、轴振、偏心和瓦振的输出参数,会随机组负荷的变化呈缓慢变化趋势。分别在安装调试阶段、进油盘车阶段、启动阶段及正常带负荷运行阶段,对汽轮机监测保护系统的示值异常进行了分析和探讨。 关键词:安装要点示值异常鉴别 Abstract:Turbine monitoring the electrical fire protection system is the most important group protection system。Commissioning Unit in the installation stage, they will appear abnormal TSI system parameters。TSI the right to complete the installation and commissioning at the scene, is to protect the TSI accurate measurement system, a prerequisite for correct action。Charged system, all measuring points of measurement channels should be directed to the correct measurement parameters。As the crew entered the oil circulation and set cars, shaft position has changed, TSI
第六章汽轮机轴向位移及胀差测量保护装置 一、JZX-3A型轴向位移和JDX-3A型相对膨胀装置 我厂1、3、4号机均采用JZX-3A型轴向位移测量保护装置和JDX-3A型相对膨胀测量装置，它们的结构、原理、使用方法完全一样，只是量程不同。轴向位移量程±2毫米，胀差量程±5毫米。它们具有共同的特点：设计合理，结构紧凑；性能稳定，线性度好；功能齐全，维修方便。 1检修项目与质量要求 1.1发讯器支架与测量盘检查 检查汽轮机上安装发讯器的支架与测量盘，该支架应安装牢靠，机械连接部件的可动部分，应灵活无卡涩，无晃动;弹簧张力恰当，回位正确;测量盘表面应光滑无损伤，损伤严重时应进行修补，否则，在低转速时，示值将摆动。 1.2发讯器部分 1.2.1发讯器的铁芯端面应平整无损，固定螺丝、销钉、防松垫等应齐全牢固，引线及保护金属软管应完整无损，不应与机械转动部分接触磨擦。 1.2.2测量发讯器各组线圈电阻值，应符合规定值。 1.2.3用500V绝缘表测量各组线圈间及对外壳的绝缘电阻，应不小于10MΩ（注意：测量时，必须拨下装置内的插头，防
止高压损伤电子元件）。 1.2.4发讯器上的标志牌应正确清楚，固定牢靠。 1.3 电源部分 1.3.1电源部分内外应清洁，各引线螺丝、固定螺丝、插接件等应齐全无松动。线头标志清楚正确。电源指示灯正常，电压指示表指示正确。 1.3.2各组电压值正确。当电源电压在200~240V范围内变化时，其输出电压变化应不超过±1%。 1.3.3用500V绝缘表测量一、二次线圈对外壳的绝缘电阻，应不小于10MΩ。 1.4 调整装置 1.4.1装置内部应清洁，各零部件固定牢靠，元器件插（焊）接应牢固。 1.4.2各指示灯、开关、按钮应齐全、可靠，电位器应接触良好，无跳动现象。 1.5指示仪表校准 仪表示值误差和同量程误差不应超过仪表的允许误差。并且模拟表应无卡涩现象，数字表无示值跳动现象。 2 整套装置的校准与技术要求 整套装置的校准是将发讯器按要求装在模拟试验台上进行
汽轮机轴向位移异常 造成汽轮机推力轴承损坏，严重时导致汽轮机动静部分磨损。 主要现象： 1．轴向位移指示增大，发声光报警，胀差随之变化。 2．推力轴承金属温度及回油温度升高。 3．机组振动增大，并伴有异音。 主要原因： 1．主蒸汽参数、真空、机组负荷大幅度波动，造成轴向推力增加。 2．汽轮机水冲击。 3．推力瓦块乌金磨损，润滑油压过低或油温过高使油膜破坏。 4．通流部分结垢、断叶片或漏汽严重，造成轴向推力增加。 5．平衡鼓、汽封片磨损。 6．抽汽运行方式发生变化。 7．发电机转子串动。 8．周波下降。 处理要点： 1．发现轴向位移增大时，应检查负荷、蒸汽参数、轴封汽温度、真空、润滑油温、推力瓦块温度、差胀等的变化，并设法调整，必要时通知热工校表。 2．汽温、汽压降低时，通知锅炉提高进汽参数，并适当减少负荷使轴向位移降低。 3．当轴向位移上升至报警值，汇报值长，采取降低负荷或适当调整抽汽运行方式使之下降至正常。 4．当轴向位移上升并伴有不正常的响声，机组剧烈振动，应破坏真空紧急停机。 5、汽轮机发生水冲击，应破坏真空紧急停机。 6．如因叶片结垢严重使轴向位移增大时，汇报值长适当降低负荷，使轴向位移恢复至正常。 7．轴向位移升至跳阐时，机组应自动跳闸，否则应紧急故障停机。 8．轴向位移增大时，推力瓦块温度异常升高，任意一块瓦温升高至90℃时，减负荷；如升高至107℃时，应破坏真空紧急停机。 防范措施：
1、机组升降负荷过程中，加强对振动等参数监视，保证蒸汽参数与负荷、缸温相匹配，防止负荷蒸汽参数大幅度变动。 2．保证汽水品质合格。 3．加强对高／低加热器、除氧器运行监视，确保水位正常。
轴向位移、胀差的安装和调试关于轴向位移和胀差的方向及机械零位的确定 安装间隙的确定 条件：由于零位是在工作瓦及非工作瓦的正中心，并且需要将推力盘靠死工作瓦时来安装并定位两只轴位移传感器，差胀传感器也如此。 方法：轴向位移和胀差的安装间隙的确定相当重要，要在掌握基本原理的基础上来确定此间隙就会变的相当容易，并方便的安装。下面介绍轴向位移安装间隙的确定方法。 假定我们选用一个传感器，此传感器探头有效直径（除了线圈以外的）为8mm，间隙线性范围为4.5mm，传感器输入输出曲线如图1所示，电压输出-2V—20Vdc为线性输出范围，所对应的间隙为0.5mm—5.0mm,灵敏度为4V/mm即d1=0.5mm,对应输出电压为：-2V DC；d2=5.0mm，对应电压输出为-20V DC.如果轴向位移表量程范围为：-2mm--+2mm,即范围为4mm，此时安装间隙为d0=2.75±0.25mm,即d2=2.5mm,d3=3mm,只要将传感器安装在此范围之内即可。此时传感器电压输出对应于 -10VDC---12VDC.由于传感器输出与电压是一一对应的关系，所以在传感器安装时，没有必要用塞尺去测量间隙，只要用电压表测量输出电压即可。 零位确定 在安装固定传感器时，不必关心监视仪表的指示值，在传感器固定完毕后，利用监视仪表的“零迁”即可。如果轴系不在零位，如果测量得目前大轴在+2mm，此时监视值迁为+2mm即可。
1.如果系统性能图超出规范限制范围，例如，线性区少于80mils，比例系数超出±11mV，那么首要的原因可能是系统的某一部分构成不匹配。探头、延伸电缆或前置器在电气长度方面不匹配，使得总长度太长或太短。 2.当提供的-24Vdc电压超出允许变化范围时，传感器的性能也会超出偏差的允许范围。传感器的可用电压变化范围为-17.5至 -26.0 Vdc。然而，对较高的输入电压可能会失去响应。传感器的供电电压低于- 16Vdc时线性区域将严重减小。注意，传感器的最大输出电压相比电源电压大约有4伏的偏差。也就是最大输出信号比电源电压低4伏。 轴向位移和胀差安装间隙的确定相当重要，要在掌握基本原理的基础上来确定此间隙就会变得相当容易，并方便地安装。以往许多老电厂的技术人员受“山”字型传感器的框框影响，把此项工作看得比较机械，往往还用塞规去测量间隙，我们认为没有这个必要，而且没有利用涡流传感器具有线性好，范围大的优点。下面以轴向位移为例来说明如何确定安装间隙及安装方式。 假定我们选用日本新川公司的VK-452A传感器，此传感器探头有效直径为8mm，螺纹尺寸为M14×1.5，线性范围为4.5mm，传感器的输入输出特性曲线如图1，电压输出－2V～－20VDC为线性输出的范围，所对应的间隙为0.5mm～5.0mm，灵敏度为4V/mm(这是常规数据，针对某一特定传感器应以用户自己标定的数据为准)，即d1＝0.5mm，对应输出电压为：－2V DC；d2＝5.0mm，对应电压输出为－20V DC。如果轴向位移表的量程范围为：－2mm～＋2mm，即范围为4mm，此时安装间隙为d0＝2.75±0.25mm，即d2＝2.5mm，d3＝3.0mm，只要将传感器安装在此范围之内即可。此时传感器电压输出对应于－10VDC～－12VDC。由于传感器的间隙与电压输出是一一对应的关系，所以在传感器安装时，没有必要用塞规去测量间隙，只要用电压表测量输出电压即可，这样可减少现场工作强度。又如果假定轴向位移表的量程为－1mm～＋2mm，即范围为3mm，此时安装的间隙为 d0＝2.25±0.75mm，即d2＝1.5mm，d3＝3mm，此时传感器的电压输出对应与－6VDC～－12VDC，我们只要测量输出电压，使其在上述范围之内，即可固定支架，使其定位。对于其他的量程范围，或胀差均可用此方式来确定。 零位确定 在安装固定传感器时，用户不必关心监视仪表的指示值，在传感器固定完毕后，利用监视仪表的“零迁”功能将监视仪表指示“迁零”即可。如果轴系不在零位，如果机务工程师经测量，目前大轴在＋0.2mm，此时将监视器仪表的指示迁为＋0.2mm即可。（应该为2.5+2=4.5和3+2=5mm对应的电压值都可以，即最大正向位移对应的探头位置可以活动的范围，而不是零点电压所对应的范围）所以涡流传感器的安装是相当方便的，半个小时即可完成安装调试工作的全过程。而现在好多用户受老传统的影响，不会使用这些先进的功能而用老办法，甚至用对讲机，来回对数据、对零位，而往往螺母一紧，零位又变化了，再重新来过，5～6人忙半天才能安装完毕。所以用户一定要搞清原理，可大大地减轻工作强度和节约时间。
?汽轮机振动传感器具体安装位置:振动传感器一般有三个位置，汽机前轴瓦、汽机后轴瓦、发电机前轴瓦，而参与保护的是汽机的前后轴瓦。前轴瓦振动安装在机头的外壳(前箱)顶部，后轴瓦安装在盘车电机前面的外壳(后箱)顶部. 汽轮机轴瓦测点在轴瓦正上方和侧面，主要侧轴瓦垂直振动和水平振动。 为了便于记忆，名称和位置通常用缩写，如第2个轴承安装3个测振传感器.汽轮机振动的测点有:汽轮机转子的轴振和瓦振，测量轴振的支架安装在轴瓦. ?汽轮机涨差和轴向位移传感器如何安装? 1.胀差安装：一般先将胀差元件支架固定于汽机缸体上，将元件探头放置于汽机转子的测量盘上，一般规定转子朝向伸展为正方向。 2.轴位移安装：600MW汽轮机组的轴位移探头一般安装在测量盘的两侧，可先将安装元件的支架固定于缸体上，在将大轴推向一侧（一般推向发电机侧），然后将前置器与探头连接，通过调整间隙电压安装，因为知道大轴所推距离和传感器的灵敏度，故通过换算调整探头的安装距离。 ?汽轮机胀差：胀差测量是分别测量高、中、低压缸转子相对于缸体的胀差,如胀差过大,引起机组强烈振动,则有可能危及转子及其叶片的安全,测量能提供一个预先报警,过大则应打闸停机。 另外，汽轮机在启动、停机及运行过程中，胀差的大小与下列因素有关： 1.启动机组时，汽缸与法兰加热装置投用不当，加热汽量过大或过小。 2.暖机过程中，升速率太快或暖机时间过短。 3.正常停机或滑参数停机时，汽温下降太快。 4.增负荷速度太快。 5.甩负荷后，空负荷或低负荷运行时间过长。 6.汽轮机发生水冲击。 7.正常运行过程中，蒸汽参数变化速度过快。 8.轴位移变化。 机组启动过程中，胀差大的处理方法： 1.检查主蒸汽温度是否过高，必要时联系锅炉运行人员，适当降低主蒸汽温 度。
汽轮机轴向位移与胀差的分析与控制 汽轮机轴向位移与胀差 (1) 一、汽轮机轴向位移增大的原因 (1) 二、汽轮机轴向位移增大的处理 (1) 三、汽机轴向位移测量失灵的运行对策 (1) 汽轮机的热膨胀和胀差 (2) 相關提問： (2) 1、轴向位移和胀差的概念 (3) 2、轴向位移和胀差产生的原因（影响机组胀差的因素） (3) 使胀差向正值增大的主要因素简述如下： (3) 使胀差向负值增大的主要原因： (4) 正胀差 - 影响因素主要有： (4) 3、轴向位移和胀差的危害 (6) 4、机组启动时胀差变化的分析与控制 (6) 1、汽封供汽抽真空阶段。 (7) 2、暖机升速阶段。 (7) 3、定速和并列带负荷阶段。 (7) 5、汽轮机推力瓦温度的防控热转贴 (9) 1 润滑油系统异常 (9) 2 轴向位移增大 (9) 3 汽轮机单缸进汽 (10) 4 推力轴承损坏 (10) 5 任意调速汽门门头脱落 (10) 6 旁路系统误动作 (10) 7 结束语 (10)
汽轮机轴向位移与胀差 轴向位移增大原因及处理 一、汽轮机轴向位移增大的原因 1）负荷或蒸汽流量突变； 2）叶片严重结垢； 3）叶片断裂； 4）主、再热蒸汽温度和压力急剧下降； 5）轴封磨损严重，漏汽量增加； 6）发电机转子串动； 7）系统周波变化幅度大； 8）凝汽器真空下降； 9）汽轮机发生水冲击； 10）推力轴承磨损或断油。 二、汽轮机轴向位移增大的处理 1）当轴向位移增大时，应严密监视推力轴承的进、出口油温、推力瓦金属温度、胀差及机组振动情况； 2）当轴向位移增大至报警值时，应报告值长、运行经理，要求降低机组负荷； 3）若主、再热蒸汽参数异常，应恢复正常； 4）若系统周波变化大、发电机转子串动，应与PLN调度联系，以便尽快恢复正常； 5）当轴向位移达－1.0mm或+1.2mm时保护动作机组自动停机。否则手动打闸紧急停机； 6）轴向位移增大虽未达跳机值，但机组有明显的摩擦声及振动增加或轴承回油温度明显升高应紧急停机； 7）若轴向位移增大而停机后，必须立即检查推力轴承金属温度及轴承进、回油温度，并手动盘车检查无卡涩，方可投入连续盘车，否则进行定期盘车。必须经检查推力轴承、汽轮机通流部分无损坏后方可重新启动。 三、汽机轴向位移测量失灵的运行对策 1）严密监视推力轴承的进、出口油温、推力瓦金属温度，当有超过两块推力瓦金属温度均异常升高，应立即汇报值长，按规程要求采取相应的措施。 2）当判定汽机轴向位移确实增大时，应按上述汽轮机轴向位移增大的处理措施进行处理。
汽轮机轴向位移、胀差传感器的安装探讨以及异常问题分析归 纳 缪水宝 【期刊名称】《《东方汽轮机》》 【年(卷),期】2019(000)003 【总页数】9页(P60-68) 【关键词】轴向位移; 胀差; 安装; 调试; 分析; 建议 【作者】缪水宝 【作者单位】芜湖发电有限责任公司安徽芜湖 241009 【正文语种】中文 【中图分类】TK36; TK268 0 引言 在高参数、大容量汽轮发电机组中，轴向位移和胀差是直接反映汽轮机动静间隙的两项最重要的技术参数，也是两项重要保护。目前，由于许多机组的轴系机械安装零位和监测保护系统的电气零位不统一，经常发生检修后的机组因胀差、位移监测系统传感器的零位锁定不当，使该系统在机组启动后，测量误差较大，甚至无法正常监测和投入保护，只能停机处理。因此，检修后机组的轴向位移、胀差传感器的安装正确与否直接影响机组的正常运行[1]。 汽轮机监测仪表系统Turbine Supervisory Instrumentation（简称TSI）是一种
可靠的连续监测汽轮发电机组转子和汽缸的机械工作参数的多路监控系统，可用于连续显示机组的启停和运行状态，为记录表提供输出信号，并在被测参数超出预置的运行极限时发出报警信号，必要时采取自动停机保护。此外，还能提供用于故障诊断的各种测量数据[2]。其中TSI监测的重要参数就包括对轴向位移和胀差测量、监视。 1 系统简介 1.1 主机系统说明（简称大机） 芜湖发电有限责任公司2台燃煤机组汽轮机采用由东汽制造的N660-25/580/600型超超临界、一次中间再热、单轴、凝汽式汽轮机；汽轮机监测系统（TSI）为德 国EPRO公司的旋转机械监测保护系统，由东汽成套提供，主要由传感器、延伸 电缆、前置器、就地电缆和监测保护系统组成；DCS系统为FOXBORO I/A Series系统。利用DCS实现汽轮机紧急跳闸系统emergency trip system（ETS）功能，用独立的DCS机柜、独立的控制站、I/O卡件冗余配置具有极快的运算速度，有利于机组事故分析、运行管理和检修维护。由TSI输出的轴向位移1/2超 限停机信号、高中压缸胀差超限停机信号以及低压缸胀差超限停机信号分别送至3块FOXBORO FBM219卡件进行“或”逻辑判断后，3块FBM219卡件每块输 出2副DO信号再进行3取2继电器硬逻辑判断后输出ETS跳闸信号。 1.2 给水泵汽轮机系统说明（简称小机） 芜湖发电公司给水泵有 3台，1台30%的电动给水泵，2台50%的汽动给水泵， 给水泵汽轮机为杭汽提供的型号为NK63/71，单缸、单流程、下排汽凝汽式汽轮机，通过联轴器直接带动给水泵运行。额定工况功率9.21 MW，额定转速5 506 r/min；额定进汽压力1.185 MPa；额定排汽压力6.6 kPa。该汽轮机在设计工况运行时，采用双机并列运行，即每台汽动给水泵供给锅炉 50%的额定给水量。每 台给水泵汽轮机轴向位移传感器系统设置两套，以满足重要参数二取一的选择原则。
汽轮机轴向位移和胀差产生的原因及预防控制方法 （影响机组胀差的因素） 1、使胀差向正值增大的主要因素简述如下： 1）启动时暖机时间太短，升速太快或升负荷太快。 2）汽缸夹层、法兰加热装置的加热汽温太低或流量较低，引起汽加热的作用较弱。 3）滑销系统或轴承台板的滑动性能差，易卡涩，汽缸胀不出。 4）轴封汽温度过高或轴封供汽量过大，引起轴颈过份伸长。 5）机组启动时，进汽压力、温度、流量等参数过高。 6）推力轴承工作面、非工作面受力增大并磨损，轴向位移增大。 7）汽缸保温层的保温效果不佳或保温层脱落，在严冬季节里，汽机房室温太低或有穿堂冷风。 8）双层缸的夹层中流入冷汽（或冷水）。 9）胀差指示器零点不准或触点磨损，引起数字偏差。 10）多转子机组，相邻转子胀差变化带来的互相影响。 11）真空变化的影响(真空降低，引起进入汽轮机的蒸汽流量增大)。 12）转速变化的影响(转速降低)。 13）各级抽汽量变化的影响，若一级抽汽停用，则影响高差
很明显。 14）轴承油温太高。 15）机组停机惰走过程中由于“泊桑效应”的影响。 16）差胀指示表不准，或频率，电压变化影响。 2、使胀差向负值增大的主要原因： 1）负荷迅速下降或突然甩负荷。 2）主汽温骤减或启动时的进汽温度低于金属温度。 3）水冲击。 4）轴承油温太低。 5）轴封汽温度太低。 6）轴向位移变化。 7) 真空过高，相应排汽室温降低而影响。 8）启动进转速突升，由于转子在离心力的作用下轴向尺寸缩小，尤其低差变化明显。 9）双层汽缸夹层中流入高温蒸汽，可能来自汽加热装置，也可能来自进汽套管的漏汽或者轴封漏汽。 10)汽缸夹层加热装置汽温太高或流量较大，引起加热过度。 11)滑销系统或轴承台板滑动卡涩，汽缸不缩回。 12)差胀值示表不准，或频率，电压变化影响。 3、正胀差影响因素主要有： （1）蒸汽温升或温降速度大；
轴向位移监测的安装及调试 工业技术SCIENCE&TECHNOLOGY.盛圆 轴向位移监测的安装及调试① 王森 (河北省电力建设第--T程公司石家庄050018) 摘要:本文将要说明轴向位移监测系统在安蓑时要考虑的重要问题,这些问题包括:(1)冷活动区和热活动区的概念.(2)前置器型传赢 器系统的线性区与大轴可能的变化范围的关系.并简要介绍了轴向位移监测秉统对机组安全运行的重要性,并对其在安装.调试,运行 阶段进行了分析,使轴向位移监洲更好的服务于机组的安全,稳定的运行. 关键词:冷活动区热活动区仪表设定点 中图分类号:TH82文献标识码:A文章编号:1672—379i(2oxo)os(a)一009l一03 汽机在起停和运转中,转子要受到向 前(即向汽机机头侧)或向后(即向发电机 侧)的轴向推力作用,这个推力由推力轴承 来承担.推力轴承由固定在主轴上的推力 盘,以及两侧由青铜或钢制成的工作面(发 电机侧)推力瓦块和非工作面(机头侧)推力 瓦块组成.推力瓦块上浇有乌金,一般厚度 为1.5ram.在正常情况下,转子的轴向推力 经推力盘传到工作面推力瓦上,它们之间 摩擦产生的热由润滑油产生的油膜进行冷 却.若转子轴向推力过大或油温过高时,油 膜被破坏,推力瓦块乌金将烧熔,转子就会 向后窜动.在汽机起动和增负荷过程中或 其他工况时,由于推力盘和工作面推力瓦 块后的轴承座,垫片瓦架等发生弹性变
形,也会引起轴向位移.当机组突然甩负荷时,会出现反向推力,转子会向前窜动.汽 机转子向前或向后窜动的"量",用轴向位移装置来监视和保护.轴向位移监测是汽机最重要的保护系统之一,机械故障可带来灾难性后果,推力轴承故障和性能的变坏只有很少的征兆,并能在很短的时间内毁坏整个机器.所幸的是轴向位移保护系统所需的测量技术非常简单,可是如果安装不正确,整个监测系统将失去作用. 1冷活动区和热活动区 推力轴承间隙中推力盘在通常情况下 可以移动的范围叫做冷活动区.测量"冷" 活动区时(见图1)要在冷态(外界温度)和停机的情况下进行.在满负荷和工作转速的情况下,冷活动区是要增大的.这个变化是由于高负荷(工作负荷)作用在推力轴承上产生的.影响活动区的其他因素还有热膨胀,推力轴承组件的弹性形变,推力盘形变和油膜压缩.因此,当机械在满负荷情况下运行时就会产生一个"热"活动区,通常热活动区要比冷活动区要大许多.在图l所示的例子中,冷活动区是16mils(O.4ram),探头间隙为42到58mils,其相应的前置器输出, ,I Il I It
汽轮机设备故障诊断 常见故障分析 一、汽轮机原理简介 汽轮机是用蒸汽做功的一种旋转式热力原动机,具有功率大、效率高、结构简单、易损件少,运行安全可靠,调速方便、振动小、噪音小、防爆等优点.主要用于驱动发电机、压缩机、给水泵等,在炼油厂还可以充分利用炼油过程的余热生产蒸汽作为机泵的动力,这样可以综合利用热能. 一列喷嘴叶栅和其后面相邻的一列动叶栅构成的基本作功单元称为汽轮机的级,它是蒸汽进行能量转换的基本单元.蒸汽在汽轮机级内的能量转换过程,是先将蒸汽的热能在其喷嘴叶栅中转换为蒸汽所具有的动能,然后再将蒸汽的动能在动叶栅中转换为轴所输出的机械功.具有一定温度和压力的蒸汽先在固定不动的喷嘴流道中进行膨胀加速,蒸汽的压力、温度降低,速度增加,将蒸汽所携带的部分热能转变为蒸汽的动能.从喷嘴叶栅喷出的高速汽流,以一定的方向进入装在叶轮上的动叶栅,在动叶流道中继续膨胀,改变汽流速度的方向和大小,对动叶栅产生作用力,推动叶轮旋转作功,通过汽轮机轴对外输出机械功,完成动能到机械功的转换.排汽离开汽轮机后进入凝汽器,凝汽器内流入由循环水泵提供的冷却工质,将汽轮机乏汽凝结为水.由于蒸汽凝结为水时,体积骤然缩小,从而在原来被蒸汽充满的凝汽器封闭空间中形成真空.为保持所形成的真空,抽气器则不断的将漏入凝汽器内的空气抽出,以防不凝结气体在凝汽器内积聚,使凝汽器内压力升高.集中在凝汽器底部及热井中的凝结水,通过凝结水泵送往除氧器作为锅炉给水循环使用. 只有一列喷嘴和一列动叶片组成的汽轮机叫单级汽轮机.由几个单级串联起来叫多级汽轮机.由于高压蒸汽一次降压后汽流速度极高,因而叶轮转速极高,将超过目前材料允许的强度.因此采用压力分级法,每次在喷嘴中压力降都不大,因而汽流速度也不高,高压蒸汽经多级叶轮后能量既充分得到利用而叶轮转速也不超过材料强度许可范围.这就是采用
半速汽轮机轴位移和胀差传感器的安装与调整 霍雷;孙小龙;郑军伟 【摘要】轴位移和胀差是反映汽轮机动静间隙的两项重要监视参数.采用半速机组轴位移和胀差的测量原理和测量方法,对红沿河核电厂1号机组存在的轴位移传感器测量值偏大、高中压转子膨胀测量传感器安装间隙不足和暖机过程中低压转子膨胀量过大等问题的解决过程进行了系统论述.通过对红沿河核电厂1号机组轴位移和胀差实际运行数据和变化规律的分析,说明传感器的安装过程和调整方法正确,实现了对汽轮发电机组的可靠监视和保护. 【期刊名称】《中国电力》 【年(卷),期】2013(046)012 【总页数】5页(P74-78) 【关键词】核电;半速汽轮机;轴位移;胀差;安装调整 【作者】霍雷;孙小龙;郑军伟 【作者单位】中广核工程有限公司,广东深圳518031;中广核工程有限公司,广东深圳518031;中广核工程有限公司,广东深圳518031 【正文语种】中文 【中图分类】TK264.2 0 引言 轴位移和胀差是反映汽轮机动静间隙的重要监视参数。为避免轴向间隙变化造成动
静部分发生摩擦，对轴位移和胀差的监视是机组运行和瞬态过程中的一项重要任务。轴位移和胀差传感器测量结果的准确性与传感器测量零点的校准、传感器自身的测量特性等有直接关系。 红沿河核电厂1号机组是东方电气集团生产的HN1119型冲动凝汽式半速汽轮机组，单轴四缸六排汽，额定电功率1118.79 MW。有HIP（高中压合缸）和LP1（1号低压缸）、LP2（2号低压缸）、LP3（3号低压缸）共4个汽缸。 1 核电半速汽机轴位移和胀差测量与布置 红沿河核电厂1号机组汽机监视系统采用瑞士Vibro-Meter公司开发的基于数字 信号处理技术的VM600系统[1]。该系统由MPS（机器保护系统）和CMS（状 态监测系统）2个部分组成，实现了TSI（汽轮机监视）和TDM（瞬态数据管理）功能的一体化[2]。其最大的特点是常用的监视信号都能通过4+2通道的MPC4（机器监视保护卡）完成信号采集。其中4通道可以采集振动、位移、偏心和膨 胀等，另外2个通道是转速或键相专设通道。 红沿河核电厂1号机组汽轮机的各段转子均采用对流布置，高压转子的叶轮上设 置平衡孔，推力盘布置在高中压合缸后的轴承箱内。图1是轴位移和HIP（高中 压合缸）胀差测量示意。 图1 轴位移和HIP（高中压合缸）胀差测量示意Fig.1 Measuring points of rotor axial displacement and HIP differential expansion 轴位移测量的基准点是图1的F，3支独立的传感器的安装位置在高中压合缸的后轴承箱壁E点上。高中压合缸缸体膨胀的测量使用1支传感器，测量基准点为D，传感器安装位置如图1所示的C点。高中压转子膨胀的测量也使用1支传感器， 基准点为F，传感器的安装位置如图1所示A处。 该机组不监视低压缸缸体的膨胀，仅在3号低压缸后端布置1支测量低压转子绝 对膨胀的传感器。图2是3号低压缸缸体和其前后轴承箱的布置，低压转子绝对
汽轮机胀差及轴向位移 1、轴向位移和胀差的概念。轴位移指的是轴的位移量，而胀差则指的是轴相对于汽缸的相对膨胀量,一般轴向位移变化时其数值较小 轴向位移为正值时，大轴向发电机方向移，若此时汽缸膨胀远小于轴的膨胀,胀差不一定向正值方向变化；如果机组参数不变，负荷稳定，胀差与轴向位移不发生变化。机组启停过程中及蒸汽参数变化时，胀差将会发生变化，由于负荷的变化而轴向位移也一定发生变化。运行中轴向位移变化，必然引起胀差的变化。 汽轮机的转子膨胀大于汽缸膨胀的胀差值称为正胀差，当汽缸膨胀大于转子膨胀时的胀差值称为负胀差。 根据汽缸分类又可分为高差、中差、低I差、低II差。 胀差数值是很重要的运行参数，若胀差超限，则热工保护动作使主机脱扣，避免动静部分发生碰撞，损坏设备。 启动时，一般应用加热装置来控制汽缸的膨胀量，而转子主要依靠汽轮机的进汽温度和流量以及轴封汽的汽温和流量来控制转子的膨胀量。启动时胀差一般向正方向发展。汽轮机在停用时，随着负荷、转速的降低，转子冷却比汽缸快，所以胀差一般向负方向发展，特别是滑参数停机时尤其严重，必须采用汽加热装置向汽缸夹层和法兰通以冷却蒸汽，以免胀差保护动作。 汽轮发电机中，由于蒸汽在动叶中做功，以及隔板汽封间隙中的漏汽等原因，使动叶前后的蒸汽压力有一个压降。这个压降使汽轮机
转子顺着蒸汽流动方向形成一个轴向的推力，从而产生轴向位移。如果轴向位移大于汽轮机动静部分的最小间隙就会使汽轮机静、转子相碰而损坏。轴向位移增大，会使推力瓦温度开高，乌金烧毁，机组还会出现剧烈振动，故必须紧急停机，否则将带来严重后果。汽轮机3号轴承处安装有1号胀差探测器 汽轮机4号轴承处安装有2号胀差探测器 差胀保护是指汽轮机转子和汽缸之间的相对膨胀差。在机组启、停过程中，由于转子相对汽缸来说很小，热容量小，温度变化快，膨胀速度快。若不采取措施加以控制升温速度，将使机组转子与汽缸摩擦造成损坏。故运行中差胀不能超过允许值。汽轮机转子停止转动后，负胀差有可能会更加发展，因此应当维持一定温度的轴封蒸汽，以免造成恶果。 2、轴向位移和胀差产生的原因（影响机组胀差的因素） 使胀差向正值增大的主要因素简述如下： 1）启动时暖机时间太短，升速太快或升负荷太快。 2）汽缸夹层、法兰加热装置的加热汽温太低或流量较低，引起汽加热的作用较弱。 3）滑销系统或轴承台板的滑动性能差，易卡涩，汽缸胀不出。 4）轴封汽温度过高或轴封供汽量过大，引起轴颈过份伸长。 5）机组启动时，进汽压力、温度、流量等参数过高。 6）推力轴承工作面、非工作面受力增大并磨损，轴向位移增大。
汽轮机 轴向位移和胀差危害、分析与控制技术措施 一、轴向位移和胀差的危害： 1、泊桑效应影响机组低压胀差约10%，所以开机冲转前，低压胀差应保证10%以上。在停机过程中尽量减少低压胀差（最好控制在90％以下），当低压胀差超过110%，必须紧急停机，这时随着转速下降，低压胀差会超过120%，在低转速区可能会有动静摩擦。 2、在冬季低压胀差过高时，要注意轴封气母管压力，若压力过高可适当调低，也可用降低真空方法来减少低压胀差。冬季减少开窗的地方，这是冬季减少低压胀差有效措施。 3、极热态启动时，轴封供气尽量选择高温气源，辅气作为气源时，必须保证其温度控制在270℃左右，若温度太低，将造成高压轴封段大轴急剧冷却收缩，有可能导致前几级动静摩擦。 4、冷态启动时，轴封气源高于大轴金属温度，大轴将局部受热伸长，出现较大的正胀差。因此要选择与轴封金属温度相匹配的气源，不拖延启动时间。低压胀差过大，可采用降低真空来调节，尽量提前冲转升速。机组启动阶段低压正胀差超过限值时，可破坏真空停轴封气，待胀差正常后重新启动。 5、机组倒缸前，主蒸汽气温至少比高压缸金属温度高50℃以上，倒缸前应考虑轴向位移对高压胀差影响。 机组启停阶段胀差变化幅度大，影响因素多，调整难度大，
因此要严格按规程操作，根据汽缸金属温度选择适当的冲转参数，适当的升温升压曲线，确定合适升温速度，控制升速和暖机时间，带负荷后根据具体情况，及时分析和采取有效方法，才能有效控制胀差。 二、机组启动时胀差变化的分析与控制： 汽轮机在启停过程中，转子与汽缸的热交换条件不同。因此，造成他们在轴向的膨胀也不一致，即出现相对膨胀。相对膨胀通常也称为胀差。胀差的大小表明了汽轮机轴向动静间隙的变化情况。监视胀差是机组启停过程中的一项重要任务。 为避免轴向间隙变化而使动静部分发生摩擦，不仅应对胀差进行严格的监视，而且胀差对汽轮机运行的影响应该有足够的认识。 受热后汽缸是从“死点”向机头方向膨胀的，所以，胀差的信号发生器一般安装在汽缸相对基础的“死点”位置。胀差发信器安装在前轴承箱座上。 机组的启动按启动前汽轮机金属温度水平分为：冷态启动（金属温度150—180℃）；温态启动（180度—350℃）；热态启动（350度—450℃）；极热态启动（450℃以上）。 现仅就常见的冷态启动和热态启动时机组胀差的变化与控制进行简单分析： 在机组冷态启动过程中，胀差的变化和对胀差的控制大致分为以下几个阶段：
电厂 TSI 测点安装调试及常见故障诊断与处理 摘要：随着经济社会的发展，电力系统装机容量也日益增大，TSI系统作为汽轮 机最重要的监测保护系统之一，对TSI系统的依赖性也越来越高，因此TSI系统设备直接影响机组的安全运行。火电机组TSI探头的安装是火电厂热控安装不可或 缺的重要组成部分。本文对安装过程的注意事项做了详细说明。 关键词：TSI探头;安装方法;注意事项 一、探头的安装 1.轴位移安装 汽轮机高中压转子轴位移以高压转子推力间隙的中心为零位，正方向为低压 缸方向为正方向，发电机侧为负方向，即“贴近为正”。 轴位移探头为电涡流传感器，型号为 TQ402，灵敏度 4mV/mm。安装轴位移 探头步骤： 1.1首先让机务人员测定轴向推力间隙。（经上次测量，推力间隙经测量为 0.43mm）。 1.2机务人员用千斤顶将大轴推向工作面（发电机侧推力瓦）。 1.3经监理人员与电建单位确认轴位置无误后，开始安装轴位移探头。 1.4零位电压确定方法：定义零位电压为-9.6V，因为 TQ402 探头的测量的线 性范围为[-17.6V，-1.6V]，量程 4mm，所以取线性电压的中心-9.6V 为零位电压， 则可以保证量程为[-2mm，2mm]。 1.5安装电压确定方法：由于推力间隙的中心为推力零位，对应电压为-9.6V （在 TSI 组态中已定义），将转子顶死在发电机侧推力瓦后，此时的轴位移应为-0.215mm，因此安装电压 为-9.6-4×0.215=-10.46V 1.6调整探头在支架上的位置（用万用表监视间隙电压，间隙电压为前置器上的 O/P 端子和2COM 端子之间的电压）使间隙电压显示-10.46V，然后将轴向位移 探头固定在支架上并锁紧，用铁棒敲击安装支架，如果间隙电压没有变化，即可。 1.7此时 DCS 应显示轴向位移值:-0.215mm。 说明：如果机组是以大轴推向非工作面（低压缸侧推力瓦），那么上述第五 步改为： 安装电压确定方法：由于推力间隙的中心为推力零位，对应电压为-9.6V（在TSI 组态中已定义），将转子顶死在低压缸侧推力瓦后，此时的轴位移应为 0.215mm，因此安装电压为-9.6+4×0.215=-8.74V 2. 高中压转子胀差安装 图1 斜坡胀差安装示意图 A、 B 探头定义如图所示，发电机侧的探头为 A 探头，低压缸侧的探头为 B 探头 2.1 斜坡法测量胀差原理： 2.1.1 如上图，转子相对于固定在轴承箱的探头的实际移动距离是上图直角三 角形中的斜边，但是由于斜坡的存在，可以通过测量直角边（较短的直角边）， 然后通过三角函数的运算得到斜边的长度，即转子水平移动的距离，即斜边=短 直角边×sin8°。斜坡的存在使得量程扩大了 1/sin8°倍。 2.1.2 斜坡测量的方法是通过测量探头与斜坡之间的距离来计算转子轴向移动
火电厂TSI安装调试及常见故障诊断和处理张伟 摘要：大型火电厂因为操作不当或者其他安全事故，都会使得汽轮机的各个部 件会发生磨损。要做好对汽轮机各种参数进行及时的、准确的监视。TSI系统能 够连续不断地对汽轮机的各种重要数据进行监视，如果发生数据偏离正常值，TSI 系统就会有报警的信号发出或者自动的进行紧急停机。TSI监视系统在火电厂中 能够得到广泛的应用。本文就主要对火电厂TSI系统的安装调试和较为常见的故 障进行诊断、处理来进行探索。 关键词：火电厂；TSI系统；安装调试；故障诊断 我国的火电厂在运作过程中为了提高发电机组的工作效率，使得汽轮机的轴 封间隙小，从而导致汽轮机工作状态中，发生不当操作控制的概率变大，大型的 汽轮机的部件之间磨损的情况比较严重，还有各种事故。因此，为了保证汽轮发 电机组能够正常的进行汽轮机运转，要对汽轮机还有很多附件的参数及时、准确 监视。TSI系统能够对汽轮机的各种数据进行连续监视。TSI系统在我国的火电厂 里面得到了广泛的应用。为了确保汽轮机工作时的安全，检测各项设备的工作参 数值它是必不可少的。 1.TSI系统的简要概述 TSI系统是汽轮机安全监视系统，TSI设备包括的内容有四部分，有显示仪表、连接电缆、变送单元还有就地测量单元。就地测量单元是根据测量原理来进行工作，对汽轮机的参数数据进行测量，能够为用户提供汽轮机的各种评价信息，连 接电缆是每个TSI部件进行连接的重要工具，变送单元是把测量单元测量的数据 进行转换，变成能够被连接电缆传送和显示仪表读取的信息，显示器能够对测量 的信号进行显示读取，显示器对于测量的信号能够显示出来，TSI系统的基本控 制单元，比如：报警等内容安装在这部分里面。TSI系统的测量参数有：零转速、键相、相对振动（轴振）、绝对振动（轴承振动或瓦振）、轴向位移（串轴）、 相对热膨胀（胀差）、绝对热膨胀（缸胀）、轴弯曲（偏心）。TSI系统能连续 地监测汽轮机的各种重要参数，比如：可对转速、超速保护、偏心、轴振、盖（瓦）振、轴位移、胀差、热膨胀等的参数进行监测，帮助工作人员进行机器故 障的判断，让机器在非正常工作状态下引起的严重损坏前遮断汽轮机发电机组， 保护机组的安全。 TSI设备的特点多样，最突出就是它的可靠性、准确性还有灵活性。TSI探头 能够及时、准确地测量汽轮机机组的参数，TSI探头对于固定的周期收集到的数 据能够迅速对汽轮机机组的运行情况准确识别，当汽轮机发生故障时，TSI设备 能立马进行危急情况识别，对故障进行诊断，振动报警，TSI设备能对汽轮机进 行关机操作，它的可靠性对火电厂来说比较重要，对于TSI设备不能及时更新维护，就会让监测情况不及时，不准确，还可能造成保护装置操作出现失误，这样 会让汽轮机发生损坏情况，造成安全事故，火电厂TSI安装调试的过程非常重要，是汽轮机运转流程的关键环节。 2.TSI系统的安装和调试工作 2.1TSI系统的安装 TSI系统的安装工作开始前要做好零部件的检查，火电厂新建机组配套的TSI 系统是厂家提供的，要事先做好事前检察工作，比如：系统的包装还有外观、型 号和规格等，有无破损和短缺，特别是产品的技术文件还有质量证明书是否齐全、到位。要对TSI系统的探头进行校验检查，在这个过程中要配合前置器和预制的