馮燈 李斌 汪文耀

【摘 ?要】本文著重介紹了汽輪機軸向位移的測量原理，以及軸向位移探頭在核電廠中的安裝、調(diào)試及故障處理情況。

【關鍵詞】汽輪機;軸向位移;核電

1 ?汽輪機軸向位移簡介

軸向位移監(jiān)測是用來間接監(jiān)測汽輪機推力軸承磨損情況的重要監(jiān)測項目，由四個渦流傳感器輸入。在汽輪機運行中，如果由于某種原因造成軸向推力過大時，推力軸承過負荷，破壞油膜，將會使推力軸承的巴氏合金熔化，此時汽輪機轉(zhuǎn)子就產(chǎn)生了不允許的軸向移動，致使機組動靜部分摩擦嚴重時可導致設備損壞事故。軸向位移監(jiān)測的主要目的就是為了保證消除機組轉(zhuǎn)子和定子之間的軸向摩擦，當被監(jiān)測的軸向位移超過正常工作范圍達到一定數(shù)值后，首先發(fā)出報警信號，提醒運行人員檢查處理，如軸向位移繼續(xù)增加到某一危險數(shù)值后，將發(fā)出危險停機信號，迫使汽輪機停機。一般情況下，在轉(zhuǎn)子的推力盤位于推力瓦的中間位置時，作為軸向位移的機械零位，轉(zhuǎn)子向發(fā)電機方向移動為正向。

2 ?軸向位移測量原理和安裝調(diào)試

2.1 軸向位移測量原理

軸向位移探頭采用渦流傳感器PR 642X/XX系列（用于靜態(tài)和動態(tài)位移量的非接觸式測量），型號為EPRO PR6424/000-030+CON021。

工作原理：渦流傳感器與前置器形成一個振蕩器，振幅隨著傳感器探頭與金屬被測物的接近而衰減，衰減的幅度與傳感器和被測物之間的距離成正比。

出廠前已經(jīng)使用校準材料42CrMo4對傳感器與前置器成套地進行了線性校準，因此安裝時不需要再做校準。用戶只需要調(diào)整傳感器和測量面之間的間隙，可從前置器的輸出得到相應測量信號。

2.2軸向位移測量原理和安裝調(diào)試

對于軸位移PR6424傳感器，軸位移探頭為電渦流型傳感器，靈敏度為4V/mm，安裝時也要采用電壓定位，在不考慮推力軸承間隙的情況下，量程對稱（為-2.0mm～2.0mm，往發(fā)電機方向移動為正，往汽輪機機頭方向為負），零位定位電壓-12V（傳感器工作電壓為-4—-20V）。如考慮K 值（推力總間隙值）及轉(zhuǎn)子的實際位置，需要將測得的位移量，轉(zhuǎn)化為電壓值，再根據(jù)推軸方向和機組的正方向在零位定位電壓（-12V）的基礎上增加或減去測得的推軸位移電壓，并以此電壓定為探頭

如果探頭檢測面的安裝方向的朝向與機組的正方向相反，則在組態(tài)中要勾取反向。注意：在安裝探頭時，調(diào)試人員一定要在機柜側通過TSI組態(tài)調(diào)試軟件監(jiān)視傳感器的反饋電壓，就地萬用表測得的電壓值只能用于參考，以機柜側軟件監(jiān)視到的電壓為準。按以下公式計算安裝電壓：定位公式：安裝間隙電壓值=-12V±（推力總間隙值K/2）*4v/mm;間隙越大（遠離探頭測量表面），電壓絕對值越大。

+：推力盤在工作面，靠近探頭測量表面，電壓絕對值越小;

-：推力盤在非工作面，遠離探頭測量表面，電壓絕對值越大。

3  現(xiàn)場使用及缺陷情況

由于軸向位移探頭測量信號直接參與停機邏輯計算，當測量信號故障時，有誤觸發(fā)停機信號或不能及時觸發(fā)停機信號的風險，不利于機組的安全穩(wěn)定運行。

通過分析統(tǒng)計軸向位移測量信號故障情況，主要有以下幾點原因：

1）軸向位移探頭松動：

軸向位移探頭安裝在推力軸承處，通過前后兩個螺母固定安裝。在安裝時，由于安裝空間狹窄以及沒有專用工具固定安裝，隨著汽輪機正常運行存在的振動，固定螺母可能會存在松動導致測量值偏大或偏小。

目前可以在安裝時，對固定螺母增加止動墊片（一面固定螺母，另一面固定在安裝支架上），這樣能有效防止螺母松動導致測量值不準。

2）軸向位移探頭自帶電纜和延長線直接航空插頭松動或損壞：

軸向位移探頭自帶電纜跟延長線線通過航空插頭連接，該航空插頭沒有很強的自帶鎖緊功能且比較脆弱。在經(jīng)過多次拆裝后，航空插頭會有松動或損壞情況，所以在回裝軸向位移探頭期間，一定要注意檢查確認。

目前可以通過在航空插頭安裝后，用手輕晃動航空插頭處，檢查測量電源值波動情況。在航空插頭沒有問題時，電壓值正常波動范圍為±0.03V DC，當波動數(shù)值超過該范圍后，需要更換探頭、延長線和前置器（三者配套使用），在確認電壓值沒有問題后，先用絕緣膠帶綁扎緊固，再用熱縮管縮緊。

3）前置器航空插頭損壞、松動或未插到位：

軸向位移探頭前置器型號為EPRO CON 021，延長線跟前置器是通過航空插頭連接，在經(jīng)過多次拆裝后，航空插頭會有松動或損壞情況，另外，回插航空插頭時，需要按水平方向用力插直到聽到咔塔聲則表示已插到位，所以在回裝軸向位移探頭期間，一定要注意檢查確認。

4）軸向位移信號線松動：

軸向位移信號線回來有多處接線端子（就地轉(zhuǎn)接箱、電氣間控制柜內(nèi)進線端子、出線端子、分析處理卡件進線端子、分析處理卡件出線端子），信號線接線段多了，松動故障率就會增加，所以在大修期間必須認真核查接線情況。

5）軸向位移探頭測量卡件損壞：

軸向位移探頭測量卡件型號為EPRO A6210，在大修期間，需要認真做卡件測試工作，確保卡件信號。

4 ?結論

本文介紹了軸向位移測量原理、安裝調(diào)試方法以及常見故障處理方法，為機組安全穩(wěn)定運行提供了有力支持。希望通過本文的解析，能夠為電廠汽輪機軸向位移安裝調(diào)試和故障問題的處理提供思路和方法借鑒。

作者簡介：

馮燈，工程師，維修處，現(xiàn)從事核電廠汽輪機監(jiān)視、控制系統(tǒng)、全廠數(shù)字化控制系統(tǒng)等儀控運維工作。

李斌，工程師，設備管理處，現(xiàn)從事核電廠常規(guī)島控制系統(tǒng)、全廠數(shù)字化控制系統(tǒng)等設備管理工作。

汪文耀，工程師，維修處，現(xiàn)從事核電廠汽輪機控制系統(tǒng)、全廠數(shù)字化控制系統(tǒng)等儀控運維工作。

（作者單位：海南核電有限公司）