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一种新型汽轮机湿蒸汽测量探针系统

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平 均值 表征 汽 流的静 压 ． 。 征汽 流 的 总压 力 。 由上 Ｐ表 述各 值可进 一 步得 到汽 流 的马赫 数 ｊ 。 由 于受 几 何形状 等 的影 响 ， 动探 针须 经 过标 定 ， 气 该 ４孔楔形 探 针在德 国斯 图加特 大学 的校 准 风洞 中进
对原 有 的集 成化 探 针 进 行 了优 化 和 改 进 ， 制 出 了新 研 的能 够 同时测量 汽轮 机 内湿 蒸 汽两 相 流 一 次 水 滴 、 二 次水 滴 、 湿度 、 力学 参数 和三维 流 场等各 种 参数 的湿 热
１ １ 一 次 水 滴 测 量 ．
技
术
交 进 行测 量 。 当一束波 长 为 的平 行光 束 通 过一 含 有 水 流 滴 的湿蒸 汽两相 流 时 ， 水滴光 散 射效 应 的影 响 ， 射 受 透 光 强度 Ｊ 小 于入射 光强 度 Ｊ （ ２ 。其衰 减 规 律 可 热 将 。图 ） 力 以 用 Ｂ ｅ — ａ ｅｔ 理 描 述 ： ｅｒ Ｌ ｍｂ ｒ 定 发 电
； ［ 章 编 号 ］ １０ ３ ６ 《０８ ０ ０ ６ ０ 文 ０ ２— ３ ４ ２ ０ ）７— ０ ５— ４
； ：
凝 汽式 汽 轮机 的末几 级 叶片处 于湿 蒸 汽 区 。湿 蒸
１ 探 针 测 量 原 理
湿蒸 汽测 量探针 系统设计 原 理见 图 １ 。
汽 中的一 次水滴 和二 次水 滴是 造成 低压 缸效 率 下降 和
维普资讯
一
种 新 型 汽 轮 机 湿 蒸 汽
测 量 探 针 系 统
宁 廷保 ， 小舒 ， 蔡 尚志 涛 ， 吴广 臣， 宋延 勇
上海理 工 大学 ， 上海 ２ ０ ９ ００ ３
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“ … ”‘一“… … 、 “一 “ … “一 … “ ”‘“…一 ‘“ 一 ‘‘“ ““”‘‘‘ ““ ‘‘
湿蒸 汽探针 ＿ 。为 了进 一步 推 进 湿蒸 汽 研究 的进 展 ， ２ ］
２０ ０ ６年 １ 月 在上 海召 开 的欧 亚湿 蒸 汽 合 怍委 员 会 湿 １
图 １ 湿 蒸 汽 测 量 探 针 系统 设 计
蒸 汽试验 研讨 会上 ， 决定 于 ２ ０ ０ ７年举 行具 有 多个测 量 位置 和多种 测 量 方 法 的 国际 湿 蒸 汽 测量 试验 。为此 ，
●
— —
在 已有 探针 中 ， 用 较 成 熟 的 消 光法 对 一 次 水 滴 采
蒸汽 测量 探针 系统 ， 并配 置 具 有 计算 机 自动控 制 的湿
蒸 汽探针 坐标 架 。
收 稿 日期 ： ２００７ — １１— １２ ｏ 基 金 项 目 ： 国家 自然 科 学 基 金 重点 项 目（０ ３ ０ ０ ５３６５ ） ｏ 作 者 简 介 ： 宁 廷 保 （ ９０一 ， ， １ ８ ）男 山东 泰 安 人 ， 海 理 工 大 学 动 力 工 程 学 院 颗 粒 与 两 相 流 测 量技 术 研 究 所 在 读 硕 士 研 究 生 ， 读 方 向 为 汽 轮 机 湿 蒸 上 研
损 失 和提高 机组运 行 的安 全性具 有重要 的意义 。 由于一 次水滴 粒 径 小 且 分 布 窄 ， 往测 量 其 粒 径 往 分布 或平均 粒径 ，而二 次 水滴 粒 径 分 布很 宽 ，所 以 更
倾 向于测量单 个水 滴 的大小 及沿 叶高 不 同位 置处 水 滴
的尺 寸分布 。鉴 于两 类 水滴 的不 同特 点 ， 制 了 多 种 研
； ［ 摘 ：
：
要］ 在 已有探 针 的基础 上 ， 制 了能 够 同时测 量 湿蒸汽 两相 流 中一 次水 滴 、 次 水 滴和 流 场 ： 研 二 的新 型在 线 测量探 针 ， 并设 计加 工 了使 用计 算机 控 制 步进 电机 实现探 针 移 动 和转 动 的 ：
的颗 粒 数尺寸 分 布 函数 。用反演 算 法求解 该 积分 方 程
可 以得 到 Ｎ（ ， 而得 到 一 次 水 滴 的 体 积 浓 度 和 湿 Ｄ） 进 度等 。
● ●
●
攻 角） 马赫数 、 压力 和速度 等 特性 ， 而可 以得 出被 、 总 进
● ●
● ● ．
ＤＹ
行 了标定 。在 实 际 测 量 时 分 别 采 用 标 定 系 数 Ｃ 、 Ｐ Ｃ Ｐ Ｆ Ｍ 、 Ｐ … Ｃ 等 来 表 征 其 方 向 （ 转 角 和 Ｐ Ｃ Ｐ 偏
式中： ａ Ｅ（ ，ｍ，Ｄ） 消 光 系数 ， 与 测 量 光 波长 、 为 它 水 滴 的折射 率 ｍ 以及 水滴 的直径 Ｄ 有 关 ； Ｄ） 水滴 Ｎ（ 为
．
●
・。
● ●
测 流体 的真 实流 动参数 。本文 采用 平衡 法进 行 流场 的 实测 ， 要求 Ｃ … 为 零 ， Ｐ 即探 针 的尖 锐 边 缘 对 准来 流 方 向 ， 和 间的差 压 基本 为 零 。此 时 ， 针 可 由控 制 。 探
动 叶片水蚀 的主要原 因 。根据 两相 流理 论 和经 典 自发
凝结 理论 ＿ ， 者 的形 成 和存 在 状 态 与湿 蒸 汽 流 场 有 】两 ］
密切 的关 联 。因此 ， 准确 地对 一次 水滴 、 次水 滴及 三 二
维 流场 的相 关参 数 进 行测 量 ， 于降 低 汽轮 机 内湿 汽 对
探针 坐标 架。该探 针 系统 已在 ３ ０Ｍｗ 机组 上进 行 了在线 实测 应 用。 ０ ：
； ［ 关
键
词］ 湿蒸汽 两相 流 ； 线 测量 ； 针 ； 次水 滴 ； 次水滴 ； 在 探 一 二 流场
：
； ［ 中图分 类号 ］ ＴＫ２１ ６

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汽轮机安全监视系统

汽轮机安全监视系统

汽轮机安全监视系统（TSI）由于随着科学技术的不断发展，电能需求的日益增加，单机容量的不断扩大等原因，大型发电机组要求有更高的可靠性和自动化水平，否则它的事故将给电网造成巨大的损失，因此在大型机组中，检测和保护系统（TSI）是非常重要的。

它不仅可以提高劳动生产率和电能质量，还能降低发电成本，改善劳动条件，并为大型机组的安全、经济运行提供了可靠的保证。

TSI系统能连续地检测汽轮机的各种重要参数，例如：可对转速、转速保护、偏心、轴振、轴位移、胀差、热膨胀等参数进行检测帮助运行人员判明机器故障，使机器能在不正常工作引起的严重损害前遮断汽轮发电机组，保护机组安全。

另外，TSI监测信息提供了平衡和在线诊断数据，维护人员可通过诊断数据的帮助，分离可能的机器故障，减少维修时间，TSI 还能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，其结果减少了维修费用及提高了汽轮机组的可用率。

1． TSI的主要原理及功能因为TSI系统主要由传感器及智能板件组成。

首先应该知道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的转速、偏心、轴位移、胀差进行测量，利用速度传感器对振动进行测量，利用线形可变差动变压器（LVDT）对热膨胀进行测量。

1．1 电涡流传感器电涡流传感器是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和静位移的。

在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、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K与距离d有关，k=k(d),距离d增加，耦合减弱，k值减少，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。

汽轮机安全监视装置(TSI)介绍讲义

汽轮机安全监视装置(TSI)介绍讲义

汽轮机安全监视装置（TSI）介绍一．TSI及我厂TSI系统综述为了连续监测汽轮机运行时轴系的各种参数，保证汽轮机组安全、经济、可靠地运行。

设置了由美国本特利(Bently)公司生产的汽轮机安全监视装置TSI(Turbine Supervisory Instrumentation)。

该系统能连续地监测汽轮机轴系的重要参数，例如：可对转速、超速保护、偏心、轴振、盖振、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，使机器能在不正常工作引起的严重损坏前遮断汽轮机组，保护机组安全。

我厂的汽轮机监视装置它包括大机和小机的安全监视装置。

配置在一个控制柜内。

其监视参数有转速、轴向位移、胀差、轴承盖振动、轴偏心和汽缸绝对膨胀等。

本套装置分进口和国产两部分。

进口部分包括美国本特利公司生产的3300监视系统和3300/53超速保护装置。

国产部分由危急遮断转速表组成。

小机各监视器原理与大机相同，只是监视器监测范围不同。

进口部分，本部分由两个12位机箱（即A机箱和B机箱）,两个10 位机箱（即C机箱和D机箱）以及相应的监测器、传感器、前置器和延伸电缆组成。

大机TSI用以监视汽轮机的转速、位移、胀差、盖振、轴振动、汽缸膨胀和偏心，在汽机的位移、转速、轴震动越限发出停机信号，通过ETS去遮断汽轮机。

小机TSI用以监视给水泵汽轮机的转速、位移、轴振和偏心（其中给水泵的轴振动为XY方向）。

在给水泵汽轮机的位移和1、2号轴振越限时发出停机信号，去遮断汽轮机。

国产部分，本部分由危急遮断转速表和相应的传感器组成，危急遮断转速表出了监测汽机的转速外，还能检测汽机危机遮断器的撞击子是否击出并给予指示。

二．系统技术说明1．大机TSI工作电源为220伏AC、50Hz配套传感器如下：BN3300监视保护系统和3300/53超速保护装置均采用本特利公司生产的系列涡流传感器和速度传感器；转速和偏心、鉴相测量用8mm涡流传感器；轴向位移测量用14mm涡流传感器；胀差测量用25mm（高压缸胀差）和50mm涡流传感器。

汽轮机监测仪表

汽轮机监测仪表

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。

汽轮机安全监测系统

汽轮机安全监测系统


的 人侵检测系统， 可以显著的提高网络安全管理的
质量。
参考文献: I 尹智庆. 电力企业信息网络安全建设分析与实践. 电力信息化， 2004(7). 2 高 翔.基于数据挖掘技术的入侵检测系统的研究. 西北工业大学 学报，2003(4). 3 卢 勇. 基于数据挖掘的人侵检测系统框架. 武汉大学学报(理学 版)，2002(1). 4 刘树吉. 电力信息网络安全的实现. 计算机系统应用，2003(5). ( 收稿日 期: 2007- 04- 03)
振动、胀差、轴向位移、偏心监视的重要性。
I TSI 系统的探头布置 N200- 535/ 535 型汽轮发电 机组 TSI 系统的探 人侵行为。在网络管理中心放置 “ 控制台”( 就像 Cl ent/ Server 模式中的Server)， i 接收各个探测器 发过来的告警信息， 远程控制和管理各个探测器。 该系统通过在 WEB 发布服务器、代理服务器 和数据服务器上分别配置人侵实时检测，从而有效 判断来自网络内部和外部的入侵企图，进行报警、 响应和防范。 并且该系统可作为防火墙的重要补充， 能对内部攻击、外部攻击和合法用户误操作进行实 时检测， 及时拦截和响应人侵。 3. 2 电力信息网络对 IDS 产品的选择准则 首先需要对各种IDS 产品的系统性能、 可靠性、 扩展性及管理性能进行仔细的辨别与分析，从中选 择最合适的产品。在产品系统性能方面，系统能够 提供的数据流量监控能力是一个颇为重要的指标， 它直接决定着 IDS 的目 标与需求， 可以从以下 3 个 方面加以考虑: (1) 确定期望保护的资源。是整个网络、部分 服务器还是客户机? (2) 网络的拓扑结构。是交换网络、Ultrafast 网络还是其他止部分的相对位置， 使汽轮机动 静部分之间 有一定的轴向间隙， 确保汽轮机的安全 运行。当轴向 推力过大时， 推力轴承过负荷， 将引 起推力瓦块烧毁，汽轮机动、 静部分发生摩擦， 造 成设备严重损坏。 为了监视汽轮机推力轴承的工作状况， 在推力 瓦块上装有温度测点， 在推力瓦回油处装有回油温 度测点。为了确保汽轮机安全运行和监视汽轮机的 轴向 位移变化情况， 必须装设轴向 位移监视保护装 置。当汽轮机轴向 位移达到或超过允许值时， 应发 出声光报警信号， 提醒运行人员及时采取措施，同 时， 轴向位移保护装置动作停机， 保障汽轮机设备 的安全。