轴位移定位方法

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。

绝对膨胀是指汽缸相对于汽缸上的绝对死点而产生的热膨胀。

而轴向位移是指汽轮机的转子相对于推力轴承（汽机转子上的死点）的热膨胀。

这两个膨胀的差值就是汽轮机的胀差。

汽轮机正常运行时最主要的监控参数是胀差。

两个绝对膨胀可作为参考数据。

汽轮机轴位移、胀差传感器的零位锁定(1)北极星电力网技术频道作者:佚名 2010-12-20 11:27:29 (阅127次)所属频道: 电力软件自动化关键词: 汽轮机胀差传感器零位锁定胀差、轴位移是汽轮机监测保护系统最重要的两项技术参数，从理论和实际调试两方面阐述了如何正确地锁定本特利3300系统胀差、轴位移传感器的测量零位；并就如何避免实际安装调试中经常出现的问题，提出了可靠的解决方法，从而为减少因传感器零位锁定不当造成的测量、保护动作误差提供参考。

在高参数，大容量汽轮发电机组中，轴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，检修后机组的轴位移、胀差传感器的零位锁定是直接影响机组启动后，胀差、位移监测系统能否正确反映汽轮机组的动静间隙，从而可靠投入保护的一项重要工作。

1胀差、位移监测系统的测量原理胀差、位移监测系统都是利用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。

现以300MW机组中N300-16.7/538/538型汽轮机组为例，对美国本特利内华达公司生产的3300/46斜坡式胀差和3300/20轴位移监测系统的测量原理进行阐述(轴位移、胀差的测量一次元件均采用本特利7200系列81724-00-07-10-02涡流传感器)。

1.1本特利3300/46斜坡式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，因此，汽缸和转子受热膨胀的相对差值称为“胀差”(一般将转子的膨胀量大于汽缸的膨胀量产生的差值做为“正胀差”，反之为“负胀差”)。

根据“输出电压与被测金属表面距离成正比”的关系，该差值被涡流传感器测得，并利用转子上被测表面加工的8。

斜坡将传感器的测量范围进行放大，其换算关系为：δ=L×Sin8。

式中δ：传感器与被测斜坡表面的垂直距离；L：胀差。

L=δ/Sin8。

=4.00/Sin8。

=28.74mm由上式可知：胀差传感器利用被测表面8。

（8度）的斜坡将其4.00mm的正常线性测量范围扩展为28.74mm的线性测量范围，从而满足了对0～20mm的实际胀差范围的测量。

传感器将其与被测斜坡表面的垂直距离转换成直流电压信号送至前置放大器进行整形放大后，输出0～24VDC电压信号至3300/46斜坡式胀差监测器，分别将A、B传感器输入的信号进行叠加运算后进行胀差显示，并输出开关量信号送至保护回路进行报警和跳闸保护。

同时输出0～10VDC、1～5VDC或4～20mA模拟量信号至记录仪。

1.2本特利3300/20轴位移监测系统测量原理由于本特利3300/20轴位移监测系统出厂设计为：当测量回路开路或机组的轴向位移达到报警或跳闸值时均会发出报警和跳闸信号，故一般采用4只传感器，分别送入两个3300/20轴位移监测器，两两相“与”后，再将两个监测器的开关量信号输出相“或”做为跳机保护条件较为可靠。

现以一只传感器为例说明其工作原理。

单只轴向位移传感器的工作原理与单只胀差传感器的工作原理一样。

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0～24VDC电压信号，送至3300/20监测器进行信号处理，输出开关量信号至汽轮机跳闸保护系统实现保护功能。

同时送出4～20mA、0～10VDC、或1～5VDC模拟量信号至记录仪。

图2为信号传递原理图。

2胀差、位移监测系统传感器的零位锁定2.1胀差、位移监测系统传感器的零位锁定必须参考的因素(1)大轴推力瓦的间隙△值。

(2)大轴位置(即大轴推力盘已靠在推力瓦的工作面或非工作面)。

(3)胀差、位移监测器及传感器的校验数据。

现以N300-16.7/538/538型汽轮机组为例，分别介绍了3300/46胀差和3300/20轴位移监测保护系统的零位锁定。

胀差、轴位移监测传感器均采用本特利3300系列81724-00-07-10-02型涡流传感器已知：△＝0.36mm，胀差监测器量程为0～20mm，轴位移监测器量程为+1.25mm，大轴推力盘靠在工作面，位置如图4所示。

2.23300/46斜坡式胀差传感器的零位锁定步骤(1)因3300/46监测器的设计量程为0～20mm，而实际机组停运后会产生约0～2.50mm的负胀差，因此，传感器安装零位对应监测器的显示为+2.50mm。

由图3所示传感器的特性曲线可知，此种型号的传感器安装基准电压为10VDC，按此电压将A、B传感器分别固定，此时，3300/46监测器应显示为+10.00mm，然后利用千分表和可调拖架将A、B传感器同时向图4所示的胀差方向调整7.50mm，此时监测器的显示应为+2.50mm。

(2)若大轴推力盘靠在工作面，等于将大轴从推力瓦的中间零位向机头推了1/2×△mm，应利用可调拖架将A、B传感器同时再向图4所示的胀差方向调整1/2×△mm后，将可调拖架锁定即可。

此时，A、B传感器的间隙δ1、δ2可按下式推算：δ1=δAO+(1/2×△+7.50)×Sin8。

δ2=δBO-(1/2×△+7.50)×Sin8。

式中：δAO、δBO为A、B传感器在安装基准电压10VDC安装时，传感器与其被测表面之间的间隙。

最终零位锁定后，应记录A、B传感器的输出电压。

此时，3300/46监测器应显示为+2.32mm。