龐長國

摘要：TSI探頭是火電廠熱控安裝不可或缺的最重要的組成部分，TSI探頭的安裝與調(diào)試是一個較為復(fù)雜和精細(xì)的工作，由于它的特殊性，往往在安裝調(diào)試過程中出現(xiàn)一些問題。本文對TSI探頭在實(shí)際安裝時應(yīng)注意的細(xì)節(jié)問題做了詳盡的闡述。

關(guān)鍵詞：TSI；探頭：電渦流傳感器

在大型的火電廠中，汽輪機(jī)在啟動、運(yùn)行或者是停止工作的過程中，如果操作控制不得當(dāng)，就會很容易造成大型汽輪機(jī)的各個部分被磨損、推力瓦會損壞等比較嚴(yán)重的事故。為了避免事故發(fā)生，我們可以在火電廠安裝TSI探頭。TSI探頭可以對火電廠的汽輪機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視，如果參數(shù)值不正常，它就會自動發(fā)出警報(bào)，或者是緊急停機(jī)。TSI探頭是火電廠熱控安裝不可或缺的最重要的組成部分，TSI探頭的安裝與調(diào)試是一個較為復(fù)雜和精細(xì)的工作，由于它的特殊性，往往在安裝調(diào)試過程中出現(xiàn)一些問題。本文對TSI探頭在實(shí)際安裝時應(yīng)注意的細(xì)節(jié)問題做了詳盡的闡述。

一、TSI概述

汽輪機(jī)監(jiān)視裝置，簡稱TSI，用來連續(xù)測量汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速、振動、膨脹、位移等機(jī)械參數(shù)，并將測量結(jié)果送入控制、保護(hù)系統(tǒng)，一方面供運(yùn)行人員監(jiān)視、分析旋轉(zhuǎn)機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，同時在參數(shù)越限時執(zhí)行報(bào)警和保護(hù)功能。

TSI設(shè)備主要由四個部分組成，分別是顯示儀表、連接電纜、變送單元以及就地測量單元。它有許多特點(diǎn)，最為突出的便是可靠性、準(zhǔn)確性、靈活性，TSI探頭對于汽輪機(jī)機(jī)組的各種參數(shù)可以及時、準(zhǔn)確的進(jìn)行測量，同時對于固定的周期采集的信息數(shù)據(jù)，能夠迅速的對機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確識別，在發(fā)生故障的時候，它能夠迅速的進(jìn)行危急識別、故障診斷、震動報(bào)警，它甚至能夠?qū)ζ啓C(jī)進(jìn)行關(guān)機(jī)操作。

二、TSI的使用目的

由于隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電能需求的日益增加，單機(jī)容量的不斷擴(kuò)大等原因，大型發(fā)電機(jī)組要求有更高的可靠性和自動化水平，否則它的事故將給電廠造成巨大的損失。因此，在大型機(jī)組中，監(jiān)測和保護(hù)系統(tǒng)是非常重要的，它不僅可以提高勞動生產(chǎn)率和電能質(zhì)量，還能降低發(fā)電成本，改善勞動條件，并為大型機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供可靠保證。TSI系統(tǒng)能連續(xù)地監(jiān)測汽輪機(jī)的各種重要參數(shù)，例如：可對轉(zhuǎn)速、超速保護(hù)、偏心、軸振、瓦振、軸位移、脹差、熱膨脹等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，幫助運(yùn)行人員判明機(jī)器故障，使得這些故障在引起嚴(yán)重?fù)p壞前能及時遮斷汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組，保證機(jī)組安全。

三、TSI探頭工作原理

電渦流傳感器采用的是感應(yīng)電渦流原理，當(dāng)帶有高頻電流的線圈靠近被測金屬時，線圈上的高頻電流所產(chǎn)生的高頻電磁場便在金屬表面上產(chǎn)生感應(yīng)電流，電磁學(xué)上稱之為電渦流。電渦流效應(yīng)與被測金屬間的距離及電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、線圈的幾何形狀、幾何尺寸、電流頻率等參數(shù)有關(guān)。通過電路可將被測金屬相對于傳感器探頭之間的距離變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流變化。電渦流傳感器就是根據(jù)這一原理實(shí)現(xiàn)對金屬物體的位移、振動等參數(shù)的測量。

四、TSI探頭安裝

1.位移傳感器探頭的安裝

在進(jìn)行軸向位移探頭安裝前，必須確保探頭完好、無機(jī)械、電氣損傷等，須進(jìn)行探頭的軸向位移測試。方法是將兩個軸位移傳感器裝下位移試驗(yàn)臺上，再把各傳感器接線至相應(yīng)的輸入端子上，用百分表驗(yàn)證其位移值，用萬用表測試相應(yīng)位移值的（4—20）mA和（0—10）V模擬量輸出及報(bào)警、停機(jī)繼電器輸出等，確保探頭完好且線性特性良好，軸向位移測的是推力軸承相對汽缸的軸向位移，在機(jī)組運(yùn)行過程中，使動靜部件之間保持一定的軸向間隙，避免汽輪機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)動部件和靜止部件之間發(fā)生摩擦和碰撞。兩只軸向位移傳感器探頭裝于大軸的同一側(cè)，探頭朝向低壓缸方向，探頭為Φ14mm探頭，靈敏度為3.937V/mm，前置器供電電壓為-24V。用兩個探頭同時探測一個對象，要求兩個探頭的安裝位置離軸上止推法蘭的距離應(yīng)<305mm，如果過大，由于熱膨脹的影響，所測到的間隙，不能反映軸上法蘭與止推軸承之間的間隙。兩個渦流探頭測量轉(zhuǎn)子的軸向變化，輸出探頭與被測法蘭的間隙成正比的直流電壓值，板件接受此電壓值后，經(jīng)過計(jì)算處理，顯示出位移值。為了避免誤報(bào)警，停機(jī)邏輯輸出為“與”邏輯。軸向位移的量程范圍為2mm—+2mm，安裝電壓為（-9.75+0 2）V。

2.振動傳感器探頭的安裝

在測量軸振時，常常把渦流探頭裝在軸承殼上，探頭與軸承殼變?yōu)橐惑w，因此所測結(jié)果是軸相對于軸承殼的振動。12個Φ8mm靈敏度為7.87V/mm的渦流探頭分別裝于1號、2號、3號、4號、5號和6號軸承處。每個軸承處安裝兩只互成90°，垂直于軸承，探頭與水平方向的夾角為45°，分別測量X、Y方向上的振動。安裝間隙電壓應(yīng)為傳感器輸出特性曲線確定的線形中點(diǎn)位而定，Φ8mm靈敏度為7.87 V/mm的探頭安裝間隙電壓為9.75 V或1.2mm左右。由于傳感器線形電壓范圍太大超過測量范圍，所以安裝間隙允許有較大的偏差，只要保證測量范閉在線形段內(nèi)即可，但為了滿足故障診斷和可靠性的需要，一般要求安裝電壓（9.75±0.2）V。

在安裝蓋振探頭前，用信號發(fā)生器的正弦波信號（mV）接入個通道板進(jìn)行校驗(yàn)確保振動探頭完好無損傷。在軸振動的測量中已說明了大軸的振動可以傳遞到軸承殼上，利用速度傳感器測量機(jī)殼對于自由空間的運(yùn)動速度，板件把從傳感器來的速度信號，進(jìn)行較波和積分，變成位移值，并計(jì)算出相應(yīng)的峰一峰值位置。機(jī)組瓦振的測量范圍：0μ m—100μm。

五、TSI探頭調(diào)試

對于TSI的調(diào)試，我們首先要查線，也就是說要按照系統(tǒng)原理圖，確認(rèn)路線間的連接情況，保證路線連接正確，檢查路線是否絕緣、接地等問題，若是存在問題，就要及時解決，然后重新調(diào)試；控制柜送電的時候，工作人員要在送電前就對電源的電壓進(jìn)行檢查，查看它是不是符合需求，此外，在送電后要檢查電源是不是正常，監(jiān)視系統(tǒng)的每一個卡件的狀態(tài)顯示是不是正常狀態(tài)；然后，對于汽輪機(jī)探頭的安裝位置，我們要記錄軸向位移方向和膨脹差，確定別的探頭時間安裝的間隙；接下來，在沒有電壓的情況下，查看其他監(jiān)視器設(shè)置和輸出的信號的量程是不是符合要求；最后，對運(yùn)行的監(jiān)視器的動態(tài)進(jìn)行調(diào)整。

六、TSI探頭安裝調(diào)試注意事項(xiàng)

1.在探頭安裝時為防止機(jī)械損壞，應(yīng)把探頭引線與延伸電纜分開，不能握住傳感器引線旋轉(zhuǎn)，應(yīng)用工具夾住探頭上的扳手平臺緊固，探頭引線隨之旋轉(zhuǎn)。

2.按要求緊固探頭后，接好探頭引線與延伸電纜接頭，再捆扎好固定在箱體內(nèi)，防止運(yùn)行時損壞電纜。

3.每個傳感器對于被測面都要求垂直，最大偏移角度<1.0。

4.對應(yīng)軸位移和漲差傳感器的安裝，應(yīng)使探頭的中心與有效被測面的中心對應(yīng)或偏外一些。

5.在高壓差脹探頭和低壓差脹探頭安裝完畢后，發(fā)現(xiàn)高壓差脹、低壓差脹偏離零位時，應(yīng)先去現(xiàn)場了解低壓缸加熱情況，再分析產(chǎn)生不正?，F(xiàn)象的原因：探頭安裝不太牢靠產(chǎn)生松動或大軸零位移動，然后針對問題采取相應(yīng)解決措施。

6.當(dāng)發(fā)現(xiàn)軸向位移在增大時，軸向位移值增至±0.89mm時，應(yīng)檢查負(fù)荷、蒸汽參數(shù)、凝汽器真空、密切監(jiān)視推力軸承金屬溫度、差漲變化并進(jìn)行調(diào)整，通知熱工進(jìn)行表計(jì)校驗(yàn)，并傾聽機(jī)組有無異聲，各軸承有無振動，注意低壓缸排氣溫度，主蒸汽、再熱蒸汽溫度。

7.當(dāng)振動出現(xiàn)異常時，注意潤滑油壓、油溫變化，是否是汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)動部分動靜摩擦或大軸彎曲，同時注意發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣溫度變化情況。機(jī)組在中速暖機(jī)之前，軸承振動>0.03mm應(yīng)打閘停機(jī)，通過臨界轉(zhuǎn)速時，軸承振動>0.1mm或軸振>0.254mm，應(yīng)立即打閘停機(jī)，嚴(yán)禁強(qiáng)行通過臨界轉(zhuǎn)速或降速暖機(jī)。

七、結(jié)語

TSI系統(tǒng)作為火力發(fā)電機(jī)組熱控系統(tǒng)的重要組成部分，既向DCS的數(shù)采系統(tǒng)提供汽機(jī)軸系的各種監(jiān)視參數(shù)，又向保護(hù)系統(tǒng)提供跳閘動作信號，所以TSI系統(tǒng)對于機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。技術(shù)人員應(yīng)嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)范要求，對TSI系統(tǒng)進(jìn)行全面的分析檢驗(yàn)，確保TSI系統(tǒng)正常運(yùn)行，從而保證電廠汽輪機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。