汽轮机监视装置(TSI)简介
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TSI系统即汽轮机安全监视系统。
用于连续监视汽轮机运行的机械状态的参数。
输出模拟量信号分别送至DEH系统和DCS系统进行显示,实时反映汽轮机当前状态。
对重要参数还具备报警及停机信号输出功能。
当参数达到报警值时,输出接点信号至DCS系统进行报警显示。
达到停机值时,输出接点信号送至保护系统自动停机,同时送一对接点信号至SOE 进行报警并记录。
我厂TSI系统采用的是飞利浦的Epro MMS6000监测系统。
监测参数有:轴向位移、胀差、振动、偏心、转速、键相、零转速。
另外热膨胀测量装置为DF9230热膨胀监测仪,0~50mm,配TD-2型绝对膨胀传感器。
测点的安装分布图如下:一.轴向位移:轴向位移指的是轴向推力盘与轴向推力轴承之间的相对位移,即汽轮机轴向推力轴承处动静部分的水平间隙。
因为推力轴承承受蒸汽作用在转子及动叶片上的轴向推力,并确定转子的轴向位置,所以轴向位移就表明了推力轴承所承受力的大小,也表明了推力瓦块表明乌金的磨损程度。
对轴向位移的测量一般用电涡流探头。
当间隙发生改变时,传感器探头输出值会发生变化,经过前置器处理后,输出至TSI卡件的输入电压发生变化,经过卡件内预先设定的探头线性度处理,折算出位移量的大小。
轴向位移的零位是将推力盘紧靠工作瓦,调整间隙,使前置器输出电压为-12V,在卡件组态中将其定为轴向位移的零位,以大轴向发电机侧移动为正。
TSI测量卡件的型号为MMS 6210。
探头型号为PR6424。
前置器型号为CON021。
测量量程为-2~+2mm。
正向报警值≥0.6mm。
停机值≥1.2mm。
负向报警值≤-1.05mm。
停机值≤-1.65mm。
为了避免信号误动引起不必要的停机事故,我厂轴向位移的测量采用两个探头。
报警采用或逻辑,即任一个探头测量值到达报警值即输出接点信号进行报警。
停机采用与逻辑,即需要两个探头测量值都达到停机值输出接点才会导通。
二.胀差:因为汽轮机转子的质量比汽缸小的多,工作时四周有蒸汽流动,因此在启动及正常工作时,转子的膨胀量大于汽缸,使得转子与汽缸之间产生相对膨胀,即胀差。
汽轮机TSI系统详解汽轮机安全监视系统(TSI)是一种集保护和检测功能于一身的永久监视系统,是大型旋转机械必不可少的保护系统。
TSI可以对机组在起动、运行过程中的一些重要参数能可靠地进行监视和储存,它不仅能指示机组运行状态、记录输出信号、实现数值越限报警、出现危险信号时使机组自动停机,同时还能为故障诊断提供数据,因而广泛地应用于3MW〜600MW的各种汽轮发电机组上。
一、汽轮机安全监视的内容汽机应监视和保护的项目随蒸汽参数的升高而增多,且随机组不一而各有差异,一般有以下一些参数:(1)轴向位移监视:连续监视推力盘到推力轴承的相对位置,以保证转子与静止部件间不发生摩擦,避免灾难性事故的发生。
当轴向位移过大时,发出报警或停机信号。
(2)差胀监视:连续检测转子相对于汽缸上某基准点(通常为推力轴承)的膨胀量,一般采用电涡流探头进行测量,也可用线性差动位移变送器(LVDT)进行测量。
(3)缸胀监视:连续监测汽缸相对于基础上某一基准点(通常为滑销系统的绝对死点)的膨胀量。
由于膨胀范围大,目前一般都采用LVDT进行缸胀监视。
(4)零转速监视:连续监测转子的零转速状态。
当转速低于某规定值时,报警继电器动作,以便投入盘车装置。
(5)转速监视:连续监测转子的转速。
当转速高于设定值时给出报警信号或停机信号。
(6)振动监视:监视主轴相对于轴承座的相对振动和轴承座的绝对振动。
(7)偏心度监视:连续监视偏心度的峰-峰值和瞬时值。
转速为l~600r∕min时,主轴每转一圈测量一次偏心度峰-峰值,此值与键相脉冲同步。
当转速低于lr∕min时,机组不再盘车而停机,这时瞬时偏心度仪表的读数应最小,这就是最佳转子停车位置。
(8)相位监视:采用相位计连续测量选定的输入振动信号的相位。
输入信号取自键相信号和相对振动信号,经转换后供显示或记录。
(9)阀位指示:连续指示调速汽门的动作位置。
下表列出了一些应监视与保护的项目。
汽轮机组安全监视与保护项目一览表二、TSI系统监测的基本参数1.振动参数它包括下述五个方面:(1)振幅可用来表示位移、速度或加速度,是一种强弱程度的标志。
1000MW超超临界汽轮机TSI安装与调试摘要:汽轮机的安全监视装置(TSI)是汽轮发电机组安全高效运行的可靠保证,本文以实际案例阐述1000MW超超临界汽轮机TSI的构成和作用、安装与调试。
关键字:汽轮机;TS;安装调试;Epro;A6500-SR一、TSI系统概述汽轮机的安全监视装置(TSI)是保证汽轮发电机组安全高效运行的重要装置,连续的监测汽轮机的各项重要参数,包括转速、偏心、胀差、轴向位移、轴振、瓦振等,帮助运行人员判明汽轮机故障,并在这些故障引起严重损坏前跳闸汽轮机,保证机组安全。
并且可以在线诊断,帮助维护检修人员分析汽轮机可能的故障,帮助提出汽轮机预测维修方案,减少维修时间,提高汽轮机的可用率。
二、TSI系统硬件及软件介绍1.该1000MW超超临界汽轮机的TSI系统硬件(1)Epro传感器和前置器Epro传感器,包含电涡流传感器,电动式传感器、磁阻式传感器等等。
前置器与电涡流传感器配套使用,其包含专用的高频振荡器、跟随器、放大器、检波器和滤波器,TSI机柜为其提供24VDC供电电源,输出直流电压为间隙电压,反映转子到探头的距离远近。
(2)A6500-SR系统框架及其模块该1000MW超超临界汽轮机的安全监视装置配套的TSI主要由美国EMERSON 公司的CSI6500 ATG监视系统组成,如图1所示。
图1主机TSI机柜图通用型监测模块A6500-UM,与其它CSI-A6500-ATG监测模块配合使用时,可形成一个完整的API-670机械保护监测系统,用于监测偏心、胀差、轴向位移、轴振、瓦振、零转速、键相等等。
通讯模块A6500-CC,能够读取CSIA6500-ATG所有模块的参数,并通过ModBus-TCP/IP或ModBus-RTU(串行)将其输出,可以组态成冗余通讯模式。
热膨胀监视仪表DF9032,用于监测汽缸的热膨胀,即绝对膨胀。
CSI 6300 SIS 数字超速保护系统包含3个保护监测器和1个背板和机架。
汽轮机安全监视系统(TSI)的参数及检测分析概述汽轮机安全监视系统(TSI)是一种集保护和检测功能于一身的永久监视系统,是大型旋转机械必不可少的保护系统。
TSI可以对机组在起动、运行过程中的一些重要参数能可靠地进行监视和储存。
一振动;振动监视:就是监视主轴相对于轴承座的相对振动。
转子在转动时不可避免的要发生振动,其振动不超过一定值是可以的,但是当机组出现一些不正常振动时,则表明设备发生了缺陷或运行不正常,振动过大还可能使轴封处动静部分发生摩擦,引起主轴局部受热产生永久变形;可能使动叶片,叶轮等转动部件损坏;使螺栓紧固部分松弛;严重时还会使整个机组损坏,因此在运行中必须注意监视我们所说的振动是指两方面的,一是径向,二是轴向(如不说明振幅一般都是指双幅值)振动原因:大致有下述十方面的原因1 润滑油压、油温过高或过低或轴承油膜振荡。
或失稳。
2 机组动静部分碰磨或大轴弯曲。
3 机组负荷、参数骤变。
4 汽缸进水或冷汽引起汽缸变形。
5 转子质量不平衡或叶片断落。
6 轴承座松动。
7 转子中心不正或联轴器松动。
8 滑销系统卡涩造成汽缸两侧膨胀不均。
9 发电机静、转子电流不平衡。
10 基础松动。
我们运行人员能够控制的是上述里的1234下面就1里的油膜失稳说一说;防止和消除油膜振荡的方法:改进转子设计,尽量提高转子的第一阶临界转速;(我们知道发生油膜震荡的前题是工作转数是临界转数的2倍,也就是说由于偏心距的存在,当外界因数改变,转数,油压,油温等,力的分配就不平衡了,力的改变重新要轴回到原来的位置,就给了一个激振力,就产生了涡动,形象说,就像跳绳一样,一是绳自身的旋转,一是绳在空中的旋转,这个涡动频率是轴角速度的一半,叫半速涡动。
)改进轴承型式、轴瓦与轴颈配合的径向间隙、比压、长径比和润滑油黏度(32#,46#油指的就是黏度)等因素,使失稳转速尽量提高常用的一些提高失稳转速的方法:(1)增大比压(启动顶轴油泵)轴承比压是指轴瓦工作面上单位面积所承受的载荷(力不变,减小面积)增加比压值等于增大轴颈的偏心率,提高油膜的稳定性(2)提高油温,降低油的黏度(3)增大轴瓦工作弧段的椭圆度(4)在下瓦适当位置开泄油槽,降低油楔压力(5)减小轴瓦顶部间隙,增大上瓦乌金宽度(6)采用稳定性好的轴瓦对旋转机械来说,衡量其全面的机械情况,转子径向振动振幅,是一个最基本的指标,很多机械故障,包括转子不平衡、不对中、轴承磨损、转子裂纹以及磨擦等都可以根据振动的测量进行探测。
汽轮机监视装臵(TSI)简介汽轮机监视装臵(T urbine Supervisory Instruments,简称TSI)用来连续测量汽轮机的转速、振动、膨胀、位移等机械参数,并将测量结果送入控制、保护系统,一方面供运行人员监视、分析旋转机械的运转情况,同时在参数越限时执行报警和保护功能。
1. TSI监视的主要参数:1.1 转速:汽轮机转速过高时将可能造成转子断裂、飞车等恶性事故,因此汽轮机转速设计了多层汽轮机转速高保护,如103%超速限制保护,108%、110%电超速保护,机械式危急遮断保护等等。
1.2 轴向位移:以机械零位为基准,监测汽轮机转子在轴向的窜动量。
汽轮机轴向位移过大时,轻则可能造成烧瓦、轴颈局部弯曲事故,重则会导致汽轮机动静部分发生摩擦、碰撞,从而造成叶片折断、大轴弯曲、隔板和叶轮碎裂等恶性事故。
汽轮机轴向位移设计报警限值、停机保护限值,越过停机限值时ETS动作停机。
1.3 胀差:以机械零位为基准,监测汽轮机转子膨胀量与汽缸膨胀量的差值,因而又称为相对膨胀,胀差=转子膨胀量-汽缸膨胀量。
热膨胀通常是指汽缸的膨胀量,因而又称为绝对膨胀。
汽轮机正胀差或者负胀差过大时,将导致汽轮机动静间隙过小而发生动静摩擦甚至碰撞,加剧汽轮机振动,甚至损坏转子叶片或者汽缸隔板。
汽轮机胀差设计报警、停机限值,但一般不设臵停机保护,胀差越过停机限值时,要求手动打闸停机。
1.4 振动:分为轴振动和轴承振动。
轴承振动用来测量汽轮机轴承的振动量,因此又称为绝对振动,俗称瓦振。
轴承振动可采用振动速度和振动位移两种测量方式,同时水平、垂直两种方向可选。
轴振动则是测量轴承振动与大轴振动之间的相对值,因此又称为相对振动,俗称轴振。
轴振动也可采用速度和位移、水平和垂直多种测量方式。
汽轮机振动过大时会发生轴封/汽封磨损、滑销磨损、转动部件疲劳强度降低等危害,严重时会发生烧瓦、轴弯曲等恶性事故。
因此,目前200MW以上的汽轮发电机一般都设臵汽轮机振动大停机保护,但保护的实现方式各有不同,例如单瓦的水平、垂直轴振任一大于停机值,本瓦轴振大于停机值且相邻瓦的轴振大于报警值,单瓦水平/垂直轴振、本瓦瓦振三取二等模式。
汽轮机TSIDEHETS系统介绍首先让我们来了解TSI系统。
TSI是“Turbine Supervisory Instrumentation”的缩写,也就是汽轮机监控仪表系统。
TSI系统由一系列传感器、仪表和控制器组成,用于测量和监测汽轮机各个关键参数,如温度、压力、流量等。
通过实时监测这些参数,TSI系统可以提供有关汽轮机运行状态的信息,以帮助工程师和操作人员进行判断和决策。
TSI系统还可以检测和报警异常状况,以便及时采取措施防止故障发生。
接下来是DEH系统,DEH是“Digital Electro-Hydraulic”的缩写,也就是数字电液控制系统。
DEH系统主要用于电液润滑系统和调节环的控制,以确保涡轮机组正常稳定地运行。
DEH系统通过传感器和控制器来检测和调节润滑油的流量、温度和压力,以保证涡轮轴承和齿轮箱的润滑。
最后是ETS系统,ETS是“Exhaust Temperature System”的缩写,也就是排气温度系统。
ETS系统是用于测量和监测汽轮机排气流的温度的系统。
ETS系统由排气温度传感器、信号转换器和控制器组成,可以提供有关汽轮机排气温度分布的信息。
这些信息对于保证汽轮机的可靠运行和热力性能的恢复非常重要。
综上所述,TSI、DEH、ETS系统在汽轮机发电厂中起着至关重要的作用。
TSI系统可以监测汽轮机各个关键参数的状态,DEH系统可以调节润滑系统和环的控制,ETS系统可以测量排气温度。
这些系统的正常运行和及时报警,可以帮助操作人员及时采取措施,防止故障发生,确保汽轮机的可靠运行和高效发电。
汽轮机监测仪表1.概述汽轮机监测仪表(TSI)是一种可靠的多通道监测仪表,能连续不断地测量汽轮机发电机组转子和汽缸的机械运行参断,显示机器的运行状况,提供输出信号给信号仪;并在超过设定的运行极限时发出报警。
另外,还能使汽机自动停机以及提供可用于故障诊断的测量。
TSI系统监视和测量的参数应包括如下功能,但不限于此:(1)转速测量。
具有零转速及系统必要的转速报警联锁接点输出:可连接指示、记录、报警和三取二超速保护。
(2)轴承振动。
按机组轴承数装(包括发电机),可测量轴承座振动值和轴承相对振动值,可连续指示、记录、报警、保护。
(3)轴向位移。
通过一点对大轴位移进行监测,可连续指示、记录、报警、保护等。
(4)胀差。
监测各汽缸与转子的相对膨胀差,可连接指示、记录、报警、保护。
(5)轴偏心。
监测转子的弯曲值,可连接指示、记录、报警、保护。
(6)汽缸膨胀。
测量各汽缸左、右侧的胀缩值,并可进入DCS。
(7)键相。
提供相位信号。
2.结构说明:TSI系统包括仪表框架和带有导线的传感器。
传感器包括线性位移变换器(LVDT)和连接于前置器的探头。
电源输入接线和传感器,现场接线由用户提供安装,仪表框架为面板装配形式。
安装的传感器用于观察转子标记,推力盘和其它机械表面。
每个探头通过同轴电缆连到相应的前置器。
前置器安装在探头附近,并通过现场屏蔽电缆连接到相应的框架信号组件,系统键相传感器连接到每个框架上的电源输入组件上,LVDT直接连到与其对应的监测器。
3.仪表框架组件:(以Bently-3500为例)从前面看,每个仪表框架的左边的第一格安装电源,第二格安装框架接口模块,其它各位置安装各TSI监测器及继电器模块。
信号组件安装在每个框架的后面,继电器模块连接到外部报警显示装置,信号组件与相应的传感器和记录仪相连。
电源信号和电源输入组件安装在每个框架的电源组件后面。
电源输入组件装有电源输入端子。
4.功能说明4.1.3500/42轴向位移。
汽轮机TSI、DEH、ETS系统介绍汽轮机TSI、DEH、ETS系统介绍1: TSI系统介绍1.1 TSI系统概述TSI(Turbine Supervisory Instrumentation)系统,又称为汽轮机监控系统,是用于对汽轮机性能进行监测和控制的关键系统。
它通过对汽轮机的各项性能参数进行实时监测和分析,确保汽轮机的运行安全稳定,并及时发现并修复潜在的故障。
1.2 TSI系统功能- 实时监测汽轮机的振动、温度、压力等关键参数;- 分析并预测汽轮机的运行状态,并给出相应的报警和建议;- 调整汽轮机的控制参数,以优化汽轮机的性能;- 存储和记录汽轮机的历史运行数据,方便后续分析和评估。
1.3 TSI系统组成TSI系统由传感器、数据采集设备、监控软件和人机界面等多个组件组成。
其中传感器用于对汽轮机各项参数进行实时监测,数据采集设备用于将传感器采集到的数据传输给监控软件,监控软件用于分析和处理数据,并通过人机界面向操作人员提供有关汽轮机状态的信息。
2: DEH系统介绍2.1 DEH系统概述DEH(Digital Electro-Hydraulic)系统,即数字电液系统,是一种用于汽轮机控制的先进技术。
它通过传感器采集汽轮机的各项参数,并根据这些参数通过数字信号控制液压装置,从而实现对汽轮机的精确控制。
2.2 DEH系统功能- 实时监测汽轮机的转速、压力、温度等参数,并将其进行数字化处理;- 根据监测结果自动调节液压装置,控制汽轮机的转速、负荷和压力等;- 对汽轮机的运行状态进行模拟和优化,并给出相应的报警和建议;- 存储和记录汽轮机的控制参数和历史运行数据,方便后续分析和评估。
2.3 DEH系统组成DEH系统由传感器、控制器、液压装置和人机界面等多个组件组成。
其中传感器用于对汽轮机各项参数进行实时监测,控制器用于数字化处理监测数据并根据算法控制液压装置,液压装置用于实现对汽轮机的精确控制,人机界面用于向操作人员提供有关汽轮机控制的信息和操作界面。
汽轮机TSI、DEH、ETS系统介绍汽轮机TSI、DEH、ETS系统介绍⒈汽轮机TSI系统介绍⑴ TSI系统概述汽轮机TSI(Turbine Supervisory Instrumentation)系统是一个监控和控制汽轮机运行的关键系统。
它主要由传感器、仪表、控制器和监控软件组成,用于实时监测和记录汽轮机的各种参数,以确保其安全可靠运行。
⑵ TSI系统功能TSI系统的功能包括:●监测并记录汽轮机的转速、温度、压力等参数。
●实时显示汽轮机的运行状态。
●报警和保护措施,一旦出现异常情况,系统会发出警报并采取相应的保护措施。
⑶ TSI系统组成TSI系统由以下几个主要组成部分组成:●传感器:用于测量汽轮机的各种参数,如转速、温度、压力等。
●仪表:用于显示汽轮机的运行状态和相关参数。
●控制器:用于实时监控和控制汽轮机的运行。
●监控软件:用于记录和分析汽轮机运行数据。
⒉ DEH系统介绍⑴ DEH系统概述DEH(Digital Electro-Hydraulic)系统是一种数字化电液控制系统,用于控制汽轮机的调速、负荷控制和安全保护。
它通过电信号与液压系统进行交互,实现对汽轮机的精确控制。
⑵ DEH系统功能DEH系统的功能包括:●汽轮机的精确调速控制。
●负荷控制,根据电网需求自动调整汽轮机的负荷。
●安全保护,监测并保护汽轮机免受过载、过热等危险情况。
⑶ DEH系统组成DEH系统由以下几个主要组成部分组成:●控制器:负责接收和处理控制信号,并控制液压系统。
●电液伺服阀:通过控制液压系统,实现对汽轮机调速和负荷的精确控制。
●传感器:用于测量汽轮机的转速、负荷等参数。
●人机界面设备:用于显示和操作DEH系统。
⒊ ETS系统介绍⑴ ETS系统概述ETS(Emergency Trip System)系统是一种紧急停机保护系统,用于监测和保护汽轮机在紧急情况下的安全停机。
⑵ ETS系统功能ETS系统的功能包括:●监测和检测汽轮机运行中的紧急情况。
汽轮机TSI、DEH、ETS系统介绍汽轮机TSI、DEH、ETS系统介绍1.汽轮机TSI系统介绍1.1 TSI系统概述汽轮机TSI(Turbine Supervisory Instrumentation)系统是用于监测和控制汽轮机运行状态的关键系统。
它通过实时监测和分析多个关键参数,提供对汽轮机性能、可靠性和安全性的综合评估。
1.2 TSI系统功能TSI系统具有以下功能:- 监测和显示汽轮机的关键参数,如转速、温度、压力等。
- 进行故障诊断和报警,提供对可能的故障情况进行实时预警。
- 控制汽轮机的运行状态,在必要时进行自动调节和保护处理。
2.DEH系统介绍2.1 DEH系统概述DEH系统(Digital Electro-Hydraulic Control System)是一种数字电液控制系统,用于控制汽轮机的调节和保护。
它通过电子和液压技术的结合,实现对汽轮机的精确调节和可靠保护。
2.2 DEH系统功能DEH系统具有以下功能:- 实现对汽轮机负荷的自动调节,保持稳定的负荷输出。
- 监测和控制汽轮机的转速、压力等参数,确保汽轮机的安全运行。
- 实时诊断和记录汽轮机的工况数据,用于分析和故障排除。
3.ETS系统介绍3.1 ETS系统概述ETS系统(Emergency Trip System)是一种紧急停机系统,用于保护汽轮机在可能发生危险情况时的快速停机。
3.2 ETS系统功能ETS系统具有以下功能:- 在检测到危险情况(如高温、高压等)时,迅速切断汽轮机的供电和燃料供应,使其停机。
- 提供对汽轮机停机过程的监测和报警功能,确保停机过程的安全和可靠性。
- 可选装备自动复位功能,使系统在危险消失后能够自动恢复到正常运行状态。
附件:本文档附带以下资料:- 汽轮机TSI系统的技术规范书- DEH系统的操作手册- ETS系统的安装和维护指南法律名词及注释:- TSI:Turbine Supervisory Instrumentation,汽轮机监控仪表系统。
汽轮机安全监视及保护系统(TSI)概述TSI系统概述1.汽轮机安全监视及保护系统主要包括监视保护系统(TSI)、危急遮断系统(ETS)装置、自动盘车操作装置。
2.TSI系统能连续地监测汽轮机的各种重要参数,例如:可对转速、超速保护、偏心、轴振、盖(瓦)振、轴位移、胀差、热膨胀等参数进行监测,帮助运行人员判明机器故障,使得这些故障在引起严重损坏前能及时遮断汽轮发电机组,保证机组安全。
3.TSI监测信息提供了动平衡和在线诊断数据,维修人员可通过诊断数据的帮助,分析可能的机器故障,帮助提出机器预测维修方案,预测维修信息能推测出旋转机械的维修需要,使机器维修更有计划性,减少维修时间,其结果是减少了维修费用,提高了汽轮机组的可用率。
TSI的主要原理及功能1.TSI系统主要由传感器及智能板件组成2.传感器是将机械振动量、位移、转速转换为电量的机电转换装置。
根据传感器的性能和测试对象的要求,利用电涡流传感器,对汽轮机组(纯电调)的转速、偏心、轴位移、轴振动、胀差进行测量3.利用速度传感器对盖振进行测量4.利用线性可变差动变压器(LVDT)对热膨胀进行测量5.利用差动式磁感应传感器来测量机组的转速电涡流传感器工作原理:通过传感器端部线圈与被测物体(导电体)间的间隙变化来测物体的振动相对位移量和静位移的,它与被测物之间没有直接的机械接触,具有很宽的使用频率范围(从0~10Hz)传感器的端部有一线圈,线圈通以频率较高(一般为1MHz~2MHz)的交变电压,当线圈平面靠近某一导体面时,由于线圈磁通链穿过导体,使导体的表面层感应出一涡流ie,而ie所形成的磁通链又穿过原线圈,这样原线圈与涡流“线圈”形成了有一定耦合的互感,最终原线圈反馈一等效电感。
而耦合系数的大小又与二者之间的距离及导体的材料有关,当材料给定时,耦合系数K1与距离d有关,K= K1(d),当距离d增加,耦合减弱,K值减小,使等效电感增加,因此,测定等效电感的变化,也就间接测定d的变化。
汽轮机监视装臵(TSI)简介汽轮机监视装臵(T urbine Supervisory Instruments,简称TSI)用来连续测量汽轮机的转速、振动、膨胀、位移等机械参数,并将测量结果送入控制、保护系统,一方面供运行人员监视、分析旋转机械的运转情况,同时在参数越限时执行报警和保护功能。
1. TSI监视的主要参数:1.1 转速:汽轮机转速过高时将可能造成转子断裂、飞车等恶性事故,因此汽轮机转速设计了多层汽轮机转速高保护,如103%超速限制保护,108%、110%电超速保护,机械式危急遮断保护等等。
1.2 轴向位移:以机械零位为基准,监测汽轮机转子在轴向的窜动量。
汽轮机轴向位移过大时,轻则可能造成烧瓦、轴颈局部弯曲事故,重则会导致汽轮机动静部分发生摩擦、碰撞,从而造成叶片折断、大轴弯曲、隔板和叶轮碎裂等恶性事故。
汽轮机轴向位移设计报警限值、停机保护限值,越过停机限值时ETS动作停机。
1.3 胀差:以机械零位为基准,监测汽轮机转子膨胀量与汽缸膨胀量的差值,因而又称为相对膨胀,胀差=转子膨胀量-汽缸膨胀量。
热膨胀通常是指汽缸的膨胀量,因而又称为绝对膨胀。
汽轮机正胀差或者负胀差过大时,将导致汽轮机动静间隙过小而发生动静摩擦甚至碰撞,加剧汽轮机振动,甚至损坏转子叶片或者汽缸隔板。
汽轮机胀差设计报警、停机限值,但一般不设臵停机保护,胀差越过停机限值时,要求手动打闸停机。
1.4 振动:分为轴振动和轴承振动。
轴承振动用来测量汽轮机轴承的振动量,因此又称为绝对振动,俗称瓦振。
轴承振动可采用振动速度和振动位移两种测量方式,同时水平、垂直两种方向可选。
轴振动则是测量轴承振动与大轴振动之间的相对值,因此又称为相对振动,俗称轴振。
轴振动也可采用速度和位移、水平和垂直多种测量方式。
汽轮机振动过大时会发生轴封/汽封磨损、滑销磨损、转动部件疲劳强度降低等危害,严重时会发生烧瓦、轴弯曲等恶性事故。
因此,目前200MW以上的汽轮发电机一般都设臵汽轮机振动大停机保护,但保护的实现方式各有不同,例如单瓦的水平、垂直轴振任一大于停机值,本瓦轴振大于停机值且相邻瓦的轴振大于报警值,单瓦水平/垂直轴振、本瓦瓦振三取二等模式。
1.5 偏心:又称为轴弯曲,主要用来监测大轴的弯曲度。
汽轮机大轴弯曲为弹性弯曲时,可通过连续盘车等手段逐渐恢复;当产生永久弯曲时则无法恢复,需要将转子抽出进行直轴工作。
偏心监测在机组盘车状态时有效,同时需要提供键相信号(转子旋转一圈的标记)作为测量基准。
轴弯曲度过大时,将引起汽轮机振动加剧甚至动静部分发生摩擦。
偏心监测一般要设臵报警值。
1.6 热膨胀:测量汽缸的绝对膨胀量。
汽缸膨胀不畅时将导致正胀差过大、轴承箱上抬/变形等危害。
2. 我厂各机组采用的TSI装臵简介目前国内机组采用的TSI装臵主要有德国epro公司的MMS6000旋转机械监测装臵以及美国的本特利(Bently),近年来国内的很多公司也在仿制、研发振动监测产品,常用在辅机参数监测项目上。
我厂TSI主要采用epro公司的原飞利浦产品。
epro公司原为德国飞利浦公司的一个工厂,1992年独立,并于1994年兼并飞利浦汽轮机监测保护事业部。
2.1 #0机:采用epro公司的MMS6000系列产品测量汽轮机转速、轴向位移、胀差、轴振动(两路)。
2.2 #4机:采用原西德飞利浦公司的RMS-700系列产品测量汽轮机的轴向位移,胀差的测量采用哈汽厂原配的RZQX-01B型差动式磁感应测量装臵。
2.3 #5机:采用RMS-700系列产品测量汽轮机的轴向位移、胀差。
2.4 #6机:采用北京中联克龙科技发展有限公司的MV-2000测量汽轮机转速、轴向位移、胀差、轴振动(8路,4垂直/4水平)、轴承振动(4路,垂直)。
除转速传感器采用磁阻传感器外,其余传感器和信号转换器采用飞利浦产品。
2.5 #7机:采用RMS-700系列产品测量汽轮机转速、轴向位移、胀差、轴振动、轴承振动、偏心,具体配臵如下:2.5.1 转速监测:PR9376+RSM010(RSM020/RSM040),带保护。
2.5.2 轴向位移:PR6424+CON021+SDM010/S1,带保护。
2.5.3 胀差:PR6426+CON021+SDM010/S12.5.4 轴振动:PR6423+CON021+VBM010/MMS6110(#1~#6垂直轴振采用VBM010,单通道;#1~#6水平及#7垂直/水平轴振采用MMS6110,双通道)。
目前,瓦振、轴振采用串、并联的方式实现振动大停机保护。
2.5.5 轴承振动(垂直方向):PR9268+VBM030/MMS6120(#7瓦振采用MMS6120,双通道;#1~#6瓦振采用VBM030,单通道)。
2.5.6 偏心:PR6423+CON021+SEM010,由RSM010键相通道(2通道)提供键相信号。
2.6 #8机、#9机:采用MMS6000系列产品测量汽轮机转速、轴向位移、胀差、轴振动、轴承振动、偏心,具体配臵如下:2.6.1 转速测量、监测:PR9376+MMS6312,带保护。
2.6.2 轴向位移:PR6424+CON021+MMS6210,带保护。
2.6.3 胀差:PR6426+CON021+MMS62102.6.4 轴振动:PR6423+CON021+ MMS6110。
目前,瓦振、轴振采用串、并联的方式实现振动大停机保护。
2.6.5 轴承振动(垂直方向):PR9268+MMS6120。
2.6.6 偏心:PR6423+CON021+MMS6220。
3. TSI各参数的测量方式:以飞利浦产品、200MW机组为例介绍。
3.1 汽轮机转速监测:3.1.1常采用非接触差动式磁感应原理的PR9376转速传感器进行测量。
转速测量采用模数为60的测速齿盘,装于前箱联轴器后;键相测量采用模数为1(#9机模数为2)的键相槽。
测速齿盘要求为渐开线齿形,单齿的高度、宽度、厚度有严格的要求。
3.1.2 安装要求:PR9376与测速齿盘或者键相槽的安装间隙要求≤1.5mm,同时PR9376传感器的圆点标记必须朝向机头或者发电机侧,否则探头内部的磁敏半导体电阻无法感应齿顶与齿根的差别,传感器内部的惠斯顿电桥不能有效的产生脉冲输出。
3.1.3 转速也可采用电涡流传感器如PR6423+CON021进行测量。
3.2 轴振动测量:3.2.1 轴振动采用非接触式电涡流测量原理,传感器与测量面的间隙变小时,测量面金属内部涡流增加,前臵器内部的振荡器振幅减小,前臵器输出变小,实现了将间隙信号到电信号的有效转化。
CON021前臵器输出的轴振信号是一个-4~-20VDC的混合电压信号,其直流值对应一个静态平均值,而交流分量则与被测物体的动态运动速度成一定比例,交流分量信号经过卡件的峰-峰检波、积分等信号处理后,可转换为振动位移。
3.2.2 轴振动PR6423传感器安装支架固定在轴承上,传感器正对大轴,因而可实现相对振动的测量。
顺着转子旋转方向安装在45°角的称为垂直Y轴振,安装在135°角的称为水平X轴振。
3.2.3 汽轮机轴振动监测方向的确定:站在机头,面对发电机,转子为顺时针方向旋转,则转子开始旋转时先经过的传感器(即左手侧方向)为Y方向轴振动监测,后经过的传感器(即右手侧方向)为X方向轴振动监测。
#7~#9机靠北面安装是Y方向轴振动监测传感器,靠南面安装的是X方向轴振动监测传感器。
#6机靠北面安装的是Y方向轴振动传感器,靠南面安装的是X方向轴振动监测传感器。
#6机轴振X、Y 方向与规定相反。
3.2.4 安装要求:初始安装间隙应连接前臵器后确定,一般调整间隙电压为-12VDC,使传感器工作在中性点的基准值上;对PR6423而言,此时的标定间隙约为1.5mm(PR6424为3.0mm,PR6426为5.5mm)。
传感器引线带有中间连接器的,在调整完毕、传感器固定后,将中间连接头用热缩管封固,再用白布带将金属保护套管绑扎牢固;传感器引线沿走向应有防止被转动机械磨损的措施。
另外,PR6423+CON021应尽可能按照定货时的配对配套使用。
3.3 轴承振动测量:采用接触式测量方式,传感器固定在轴承盖上,传感器内部主要由永久磁铁和由弹簧片支撑的测量线圈组成。
当轴承盖跟随轴承同步振动时,测量线圈和磁场之间产生相对运动,使线圈内产生与振动速度成正比的诱导电压,该信号经过卡件的相应处理后可转换为与振动位移成比例的输出信号。
PR9268/20、PR9268/80传感器用于垂直振动测量;PR9268/30、PR9268/90传感器用于水平振动测量;PR9266传感器既可用于垂直振动也可用于水平振动的测量。
PR9268传感器安装时应选择能够反映轴承振动的测量面,三条紧固螺丝应长短适宜且缺一不可,铠装屏蔽电缆和Harting插头应完好无损,接线应正确无误。
另外,安装传感器的地方应避免高温(100℃以下)及热量辐射,否则可能造成测量误差甚至传感器损坏。
3.4 偏心测量:采用PR6423+CON021作为测量一次件,其原理与轴振动监测类似,区别在于偏心监测卡件要利用键相脉冲来控制每个周期(轴旋转一周)的峰-峰值的测定。
当机组在盘车状态时,机组无振动源,此时轴旋转一周检出的峰-峰值可反映出轴弯曲状况;当机组具有一定转速时,叠加了振动信号,键相信号的作用又使得卡件不能正确反映振动信号。
因此,偏心测量只在机组盘车状态时是有效的。
偏心传感器安装在2瓦,要求初始安装间隙为-12VDC。
3.5 胀差及轴向位移测量(以#7、#8机为例):也采用电涡流传感器原理,与轴振动不同的是,胀差及轴向位移测量的是静态位移即间隙大小,因而前臵器输出不存在脉动分量,有效信号范围是- 4 ~ -20VDC。
传感器及其支架一般安装在轴承座上,传感器与测量面间隙远时前臵器输出大(-20V方向),间隙近时输出小(-4V方向)3.5.1 轴向位移和胀差一般在机组完全冷态、且将大轴推向紧靠工作侧推力瓦时确定为机械零位。
准确的定义应参考主机说明书。
3.5.2 转子向推力瓦工作侧方向(即发电机侧)窜动时,轴向位移定义为正值;反之,转子向机头方向窜动时定义为负值。
3.5.3 膨胀死点:转子的膨胀死点在2瓦推力盘位臵;高、中压缸的膨胀死点在3瓦中心线后200mm处,大约是中胀的安装位臵;低压缸膨胀死点在低压缸进汽中心线前862mm处。
3.5.4 安装方式及测量特性机头侧←→发电机侧(非工作侧) (工作侧) 3.5.4.1 轴向位移:安装于2瓦处,间隙越小说明转子向工作侧窜动量大,轴向位移应正向变化。
因此,#7、#8机串轴采用反相测量方式。
3.5.4.2 高胀:安装于前箱1瓦附近,【测量面】间隙越小说明转子膨胀量大于汽缸膨胀量,高胀为正胀差,因而高胀也采用反相测量方式。