摘要：TSI系統(tǒng)是一種可靠的連續(xù)監(jiān)測(cè)汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和汽缸的機(jī)械工作參數(shù)的多路監(jiān)測(cè)保護(hù)系統(tǒng)，可用以顯示機(jī)組狀態(tài)，并在超出報(bào)警及跳閘設(shè)定值時(shí)發(fā)出報(bào)警及跳閘信號(hào)，通過(guò)ETS系統(tǒng)能使汽輪機(jī)自動(dòng)停機(jī)，為DAS系統(tǒng)提供SOE信號(hào)。

　　一、前言

　　銅陵電廠300MW汽輪機(jī)為N300-16.7/538/538型一次中間再熱機(jī)組，監(jiān)測(cè)儀表是哈汽廠配套供應(yīng)的，為美國(guó)本特利3300系列TSI，為組件儀表，由兩個(gè)框架組成。每個(gè)框架從左面數(shù)*格為系統(tǒng)電源PS，第二格為系統(tǒng)監(jiān)視器SM，以后為各相應(yīng)監(jiān)視通道。其中#1框架安裝軸向位移的TBW1，脹差DE，轉(zhuǎn)速SD，零轉(zhuǎn)速ZS，偏心(鑒相)RX/Kφ，缸脹CE，#1、#6瓦蓋振VB1，6，#7、#8瓦蓋振VB7，8，#2瓦復(fù)合振VB2，#3瓦復(fù)合振VB3，#4瓦復(fù)合振VB4，#5瓦復(fù)合振VB5。#2框架安裝軸向位移TBW2，#1、#6～8瓦X、Y向相對(duì)振動(dòng)VB1(X，Y)，VB6(X，Y)，VB7(X，Y)，VB8(X，Y)，#2/#3瓦X向相對(duì)振動(dòng)VB2，3(X)，#4/#5瓦X向相對(duì)振動(dòng)VB4，5(X)。繼電器組件和信號(hào)組件裝在各個(gè)框架的后部。

　　從就地各探頭送出的監(jiān)測(cè)信號(hào)通過(guò)前置器輸出到#1、#2框架監(jiān)視器端子上，蓋振傳感器輸出信號(hào)直接送至#1框架。監(jiān)視儀表將現(xiàn)場(chǎng)來(lái)的信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后，通過(guò)正面顯示各監(jiān)視信號(hào)的模擬量，同時(shí)還輸出4～20mADC信號(hào)到DEH、DAS供CRT指示，它與DEH系統(tǒng)配合構(gòu)成了一套完善的汽輪機(jī)監(jiān)視和控制系統(tǒng)，此外，監(jiān)測(cè)儀表還可以輸出報(bào)警信號(hào)至光字牌，以及輸出跳閘信號(hào)至ETS系統(tǒng)。

　　二、TSI系統(tǒng)的安裝與調(diào)試

　　1　軸向位移：

　　測(cè)量與止推軸承法蘭表面的間隙，防止止推軸承的損壞。

　　安裝調(diào)整順序是：先將汽機(jī)大軸推向機(jī)頭方向靠死，再將大軸推向發(fā)電機(jī)方向靠死，測(cè)出兩死點(diǎn)間的行程量，再將大軸調(diào)整到兩行程中間距離安裝探頭，同時(shí)，檢查探頭間隙電壓是否符合要求，使探頭間隙恰為處于儀表的量程中點(diǎn)(示值為“0”)。

　　共安裝了兩個(gè)雙通道軸向位移監(jiān)視器，每一個(gè)雙通道位移監(jiān)視器由2個(gè)14mm渦流傳感器、2個(gè)相應(yīng)的前置器和2根延長(zhǎng)電纜組成，二個(gè)通道組成或門(mén)報(bào)警，二個(gè)通道組成與門(mén)發(fā)出停機(jī)信號(hào)，從邏輯上防止了誤動(dòng)作。這兩個(gè)通道中的一個(gè)如發(fā)生故障，可以把它切除轉(zhuǎn)到單通道工作狀態(tài)。兩個(gè)通道軸向位監(jiān)視器都可以單獨(dú)工作，也 可以同時(shí)工作，共同監(jiān)視汽輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)行情況，這樣提高了汽輪機(jī)安全運(yùn)行的可靠性，每個(gè)通道都有相應(yīng)的繼電器接點(diǎn)輸出。

　　2　相對(duì)膨脹

　　用來(lái)連續(xù)指示轉(zhuǎn)子與機(jī)殼的軸向間隙，防止動(dòng)靜摩擦，導(dǎo)致災(zāi)難性事故。

　　調(diào)整方法是：在確定好兩探頭之間的總間隙(包括靠背輪的厚度)之后，拉動(dòng)拖板向機(jī)頭方向(間隙4mm)和向發(fā)電機(jī)方向(間隙15mm)調(diào)整，以前置器的輸出電壓為基準(zhǔn)。由于相對(duì)膨脹由兩只探頭信號(hào)疊加而成的，且受到靠背輪的材質(zhì)、光潔度影響，所以，相對(duì)膨脹的調(diào)整要向汽機(jī)方向、發(fā)電機(jī)方向來(lái)回調(diào)整多次，找出zui佳安裝位置。間隙調(diào)整好后，可對(duì)顯示儀表進(jìn)行刻度檢驗(yàn)。

　　相對(duì)膨脹監(jiān)視器為補(bǔ)償式輸入差脹監(jiān)視器，可連續(xù)監(jiān)視軸相對(duì)于機(jī)殼的增長(zhǎng)，兩個(gè)探頭以補(bǔ)償方式安裝，擴(kuò)大傳感器的量程范圍，每一個(gè)監(jiān)視器由2個(gè)35mm渦流傳感器、2個(gè)相應(yīng)的前置器和2根延長(zhǎng)電纜組成，它有報(bào)警和跳閘信號(hào)輸出。安裝調(diào)整如表2。

　　熱膨脹過(guò)程中，當(dāng)被監(jiān)測(cè)軸環(huán)移動(dòng)超出*個(gè)探頭測(cè)量范圍時(shí)，緊接著就進(jìn)入第二個(gè)探頭監(jiān)測(cè)量程，由監(jiān)測(cè)器內(nèi)的微處理器選擇從一個(gè)傳感器線形范圍轉(zhuǎn)換到另一個(gè)傳感器的線形范圍。

　　3　數(shù)字轉(zhuǎn)速表

　　數(shù)字轉(zhuǎn)速表連續(xù)監(jiān)測(cè)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速輸入為每轉(zhuǎn)60個(gè)脈沖，它是通過(guò)安裝在轉(zhuǎn)軸上的齒輪(有60個(gè)齒)、渦流探頭和前置器得到的：f=nz/60　其中，z=齒輪齒數(shù)(60個(gè))

　　轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速在數(shù)字表的液晶顯示屏幕上顯示出來(lái)，而且有相應(yīng)的直流信號(hào)輸出到DEH系統(tǒng)。轉(zhuǎn)速表系統(tǒng)設(shè)有獨(dú)立的報(bào)警電路，報(bào)警的變定值預(yù)調(diào)到600rpm，當(dāng)轉(zhuǎn)軸速度超出設(shè)定值時(shí)，相應(yīng)的報(bào)警繼電器動(dòng)作，常開(kāi)接點(diǎn)閉合，接通后汽缸噴水，當(dāng)轉(zhuǎn)軸速度低于600rpm時(shí)，處于閉合狀態(tài)的繼電器接點(diǎn)打開(kāi)，從而關(guān)閉后汽缸噴水，打開(kāi)軸承頂軸油泵和回轉(zhuǎn)設(shè)備噴油嘴。

　　4　偏心/鍵相監(jiān)視器

　　轉(zhuǎn)子的偏心位置，也叫軸的徑向位置，可以看到由于受熱或重力所引起的軸彎曲程度。它用來(lái)指示軸承的磨損，以及預(yù)加的重載荷大小。同時(shí)也用來(lái)決定軸的方位角，說(shuō)明轉(zhuǎn)子是否穩(wěn)定。

　　偏心監(jiān)視器包括2個(gè)渦流探頭和相應(yīng)的前置器、2根延長(zhǎng)電纜，其中一個(gè)用于偏心、一個(gè)用于鍵相，監(jiān)視器把偏心信號(hào)轉(zhuǎn)換成正比例的直流信號(hào)提供給儀表顯示，監(jiān)視著偏心的峰-峰值和偏心的瞬時(shí)值。偏心的峰-峰值是探頭離開(kāi)或接近所測(cè)量軸表面一周高峰和低峰徑向跳動(dòng)的總和;瞬時(shí)偏心是直接測(cè)量探頭與被測(cè)轉(zhuǎn)子表面之間的間隙值，即轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的實(shí)際變化情況，偏心的峰-峰值是以一周為基礎(chǔ)，轉(zhuǎn)速?gòu)慕?rpm到600rpm與鍵相同步，轉(zhuǎn)子偏心的峰-峰值和轉(zhuǎn)子偏心的瞬時(shí)值，都在面板上顯示出來(lái)，并且有相應(yīng)的直流信號(hào)輸送給DEH系統(tǒng)。

　　5　零轉(zhuǎn)速測(cè)量

　　零轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)有兩個(gè)獨(dú)立的通道，可連續(xù)監(jiān)測(cè)零轉(zhuǎn)速，該系統(tǒng)有2個(gè)渦流探頭和2個(gè)相應(yīng)的前置器，2根延長(zhǎng)電纜組成，每個(gè)渦流探頭安裝在可監(jiān)視有60齒圓盤(pán)上的每個(gè)齒，渦流探頭每監(jiān)視一個(gè)齒就產(chǎn)生一個(gè)脈沖，圓盤(pán)每轉(zhuǎn)一周，產(chǎn)生60個(gè)脈沖，監(jiān)視器測(cè)量每2個(gè)脈沖之間的間隔時(shí)間T1，當(dāng)間隔時(shí)間超過(guò)預(yù)定時(shí)間T0時(shí)(T1>T0)，監(jiān)視器面板上發(fā)光二極管發(fā)亮，每個(gè)零轉(zhuǎn)速通道都有一個(gè)報(bào)警繼電器，2個(gè)通道的2個(gè)報(bào)警繼電器接點(diǎn)串起來(lái)，這樣可保護(hù)邏輯的可靠性，同時(shí)啟動(dòng)盤(pán)車(chē)裝置，零轉(zhuǎn)速傳感器安裝在前軸承箱內(nèi)，4個(gè)磁阻發(fā)訊器安裝在同一個(gè)支架上。

　　6　振動(dòng)監(jiān)視器

　　對(duì)于轉(zhuǎn)子徑向振動(dòng)的測(cè)量，每個(gè)軸承只用一個(gè)探頭是不完備的，至少安裝兩個(gè)以上探頭才能對(duì)徑向振動(dòng)進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)從而得到保護(hù)，振動(dòng)主要有三種測(cè)量方法：

　　61　軸振(轉(zhuǎn)子相對(duì)于軸承蓋的相對(duì)振動(dòng))：

　　可以連續(xù)監(jiān)測(cè)并監(jiān)測(cè)兩個(gè)完全獨(dú)立通道的徑向振動(dòng)，用來(lái)探測(cè)如轉(zhuǎn)子不平衡、不對(duì)中、軸承磨損、轉(zhuǎn)子裂紋以及摩擦等機(jī)械故障。

　　每一個(gè)振動(dòng)監(jiān)視器由兩個(gè)通道組成，它可以接收兩個(gè)渦探頭，前置器及延長(zhǎng)電纜組成的系統(tǒng)。#1、#6～8瓦安裝兩個(gè)互成90℃安裝角的X和Y向的兩個(gè)探頭，#2～5安裝一個(gè)X向的探頭。

　　對(duì)于應(yīng)用X、Y兩個(gè)探頭的情況(即兩個(gè)探頭監(jiān)測(cè)同一軸承)，探頭應(yīng)位于同一垂直軸中心線的斷面上并應(yīng)接近于軸頸軸承。他們不是重復(fù)測(cè)量同一振動(dòng)參數(shù)，軸的徑向振動(dòng)在被測(cè)量的兩個(gè)方向，幾乎是不會(huì)相同的。事實(shí)上，在一個(gè)方向上如果發(fā)生過(guò)大的振動(dòng)，就可以使設(shè)備損壞，而在與其垂直的另一方向，其振動(dòng)還可能小于報(bào)警值。所以，這兩個(gè)應(yīng)采用“或門(mén)”，即每個(gè)通道可以獨(dú)立地產(chǎn)生報(bào)警和跳閘值，在一個(gè)探頭故障時(shí)，可以旁路壞點(diǎn)，轉(zhuǎn)為單通道顯示，從而提高了設(shè)備的安全性和可靠性。

　　62　蓋振(軸承蓋的振動(dòng))：

　　可測(cè)量軸承箱相對(duì)于自由空間的振動(dòng)，即振動(dòng)，探頭安裝在軸承箱上，能夠反映出軸傳遞的能量，可以突出低頻振動(dòng)。

　　它由一速度探頭及延長(zhǎng)電纜組成，每一個(gè)振動(dòng)監(jiān)視器由兩個(gè)獨(dú)立的通道組成，可以接收兩個(gè)速度探頭的信號(hào)，#1、#6～8瓦各安裝一個(gè)蓋振探頭;

　　63　復(fù)合振(軸的振動(dòng))：

　　它是由一種復(fù)合式探頭監(jiān)視器來(lái)完成的，復(fù)合式探頭傳感器系統(tǒng)是一個(gè)渦流探頭和一個(gè)速度傳感器的組合，安裝在一個(gè)組件里。換句話(huà)說(shuō)，是一組渦流探頭、前置器、延長(zhǎng)電纜和一組速度探頭及延長(zhǎng)電纜組成，它即可以測(cè)轉(zhuǎn)子的相對(duì)振動(dòng)，軸承蓋的振動(dòng)，也可以測(cè)量轉(zhuǎn)子的振動(dòng)，它是由轉(zhuǎn)子的相對(duì)振動(dòng)和軸承蓋的振動(dòng)矢量相加而獲得的。對(duì)于油膜軸承的設(shè)備，由于這些軸承支撐結(jié)構(gòu)的柔性相一致，有30%以上軸振動(dòng)是一定要傳遞到軸承箱體上，到這種程度，僅測(cè)量軸振是不能夠提供足夠的保護(hù)或診斷信息。#2～5瓦各安裝了一個(gè)復(fù)合探頭。

　　7　熱膨脹監(jiān)測(cè)

　　LVDT的兩端分別安裝在機(jī)殼和死點(diǎn)上，它是一個(gè)單通道監(jiān)視系統(tǒng)。監(jiān)視開(kāi)機(jī)過(guò)程中受熱膨脹的均勻程度，判斷機(jī)組滑銷(xiāo)系統(tǒng)是否“卡澀”，避免汽機(jī)受損。

　　熱膨脹傳感器的安裝調(diào)整主要要求拉桿平直，移動(dòng)傳感器拉桿進(jìn)行儀表的全量校對(duì)，校對(duì)無(wú)誤后，將拉桿調(diào)整到儀表示值的中心點(diǎn)(“0”刻度)。

　　它包括一個(gè)直流線性差動(dòng)變壓器傳感器LVDT和相應(yīng)的電纜，LVDT是一種帶鐵心的機(jī)電傳感器，它產(chǎn)生一個(gè)直流電壓，該電壓與汽缸和裝在基礎(chǔ)上的傳感器之間的膨脹量成正比，監(jiān)視器面板可以顯示膨脹數(shù)值，同時(shí)還輸出一個(gè)直流信號(hào)供記錄用，指示器方向的選擇要考慮直流差動(dòng)變壓器的安裝位置，汽缸膨脹增加時(shí)，指示表應(yīng)增加，同時(shí)輸出信號(hào)也增加。

　　此外，為了提高監(jiān)視參數(shù)的可靠性，TSI系統(tǒng)設(shè)置了OK電路。正常狀態(tài)下，OK燈點(diǎn)亮;故障情況下，邏輯塊產(chǎn)生一個(gè)非OK信號(hào)，驅(qū)動(dòng)繼電器裝置，一副接點(diǎn)滅OK燈，另一副接點(diǎn)輸出報(bào)警信號(hào)。電源故障時(shí)，OK繼電器也為報(bào)警狀態(tài)。OK線路系統(tǒng)動(dòng)作后，若故障消失可自動(dòng)恢復(fù)到OK狀態(tài)，OK線路復(fù)位，但OK燈仍保留非OK閃光狀態(tài)，可手動(dòng)復(fù)位為平光。

　　三、故障處理措施

　　1　調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題

　　(1)相對(duì)膨脹安裝完畢后，發(fā)現(xiàn)脹差零位變化較大，現(xiàn)象為一只前置器輸出變化大，初步分析為前置器輸出不穩(wěn)定，后經(jīng)廠家確認(rèn)為前置器故障，更換探頭及前置器后，重新調(diào)整后正常。

　　(2)復(fù)合振動(dòng)探頭監(jiān)測(cè)儀表上報(bào)警燈常亮，OK回路正常，探頭間隙符合要求。原因是探頭安裝位置間隙大于設(shè)定值，引起報(bào)警燈亮。調(diào)整探頭間隙報(bào)警定值后，恢復(fù)正常。

　　(3)偏心探頭按要求安裝后，汽機(jī)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行后，因汽缸和大軸膨脹的影響，偏心指示值變化大。停機(jī)后重新調(diào)整，恢復(fù)正常。

　　(4)哈汽廠提供的探頭安裝尺寸與本體預(yù)留孔尺寸誤差大，給安裝帶來(lái)了麻煩，也影響TSI系統(tǒng)的正常維護(hù)。

　　2　運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題

　　(1)2000年4月7日13：56H，機(jī)組負(fù)荷170MW，#1瓦X向振動(dòng)達(dá)0.29mm(跳閘值0.254mm)，機(jī)組跳閘。后更換探頭及電纜，恢復(fù)正常。5月11日18：37H，#1瓦X向振動(dòng)大再次引起跳機(jī)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查系#1瓦軸封漏汽造成的探頭和電纜的損壞，現(xiàn)機(jī)務(wù)專(zhuān)業(yè)未能解決漏汽問(wèn)題，該瓦保護(hù)退出。

　　(2)2000年4月10日16：49H，機(jī)組軸承振動(dòng)大，ETS保護(hù)動(dòng)作，機(jī)組跳閘，檢查DEH系統(tǒng)歷史記錄未發(fā)現(xiàn)任何軸承振動(dòng)大至跳機(jī)值。后發(fā)現(xiàn)電纜有一處破損，抗干擾差而導(dǎo)致誤動(dòng)。

　　四、結(jié)束語(yǔ)

　　通過(guò)兩年的使用，證明該系統(tǒng)技術(shù)成熟，功能完善，性能穩(wěn)定。為機(jī)組的安全運(yùn)行提供了保證。
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