汽轮机安全监视系统

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1、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

2、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

3、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。由于，探头输出电压是一调幅信号，需检波，

4、才能得到间隙随时间变化的电压波形，而且，传感器还需高频振荡源，因此，涡流传感器还需加一测量线路（前置器），从前置器输出电压正比于间隙电压，它可分为两部分：一为直流电压，对应于平均间隙（或初始间隙），一为交流电压，对应于振动间隙。1．2速度传感器它的工作原理是基于一个惯性质量和移动壳体，传感器有一个永久磁铁，它被固定在传感器壳体上，围绕着磁铁是一个惯性质量线圈，通过弹簧连在壳体上。线圈在磁场中作直线运动，产生感应电动势，其大小与线圈运动的线速度（即：机壳的速度）成正比。1．3LVDT传感器其工作原理是利用电磁感应中的互感现象，实际上就是一个变压器。1．4智能板件各种测量

5、板件接受相应传感器的电量信号后进行整形、计算、逻辑处理等以后，显示出精确、直观的监测数据和报警指示。输出标准的模拟量信号和继电器接点。智能板件可对传感器联线和自身的运行情况进行检测，具有计算机通讯接口，可对测量范围和逻辑输出进行组态，具有缓冲传感器信号输出等功能。1．5测点及传感器安装位置介绍根据公司2X25MW机组的具体情况，下面就各测点进行详细说明：本系统汽轮机轴系电气监视保护采用德国EPRO公司的计算机监测系统，其中键相1点、胀差1点、轴位移2点、振动4点、偏心1点。经TSI本体监测系统进行信号整定、转换后输出一路4-20mADC模拟量信号进入DCS系统，同时，

6、轴向位移各输出一路接点信号（停机）进入ETS系统用于汽轮机保护停机。另外，设有3个转速测点接入DEH系统、一路转速测点接入危急遮断监视仪用于测量机组危急遮断器动作转速，并输出4-20mADC模拟量信号进入DCS系统进行转速显示。同时设有一路绝对膨胀监视仪输出4-20mADC模拟量信号进入DCS系统监视热膨胀，1．5．1转速机器转速的测量，长期以来已成为一项必须进行的标准程序，转速值显示是汽轮机开车、停车以及稳定运行的重要参数，并且振动值与机器转速的相关性对最终分析机器性能十分重要。例如：在机器停车过程中，转速突然下降，会意味着机器内部存在着大面积的金属摩碰。转速测量链

7、由装于前箱正对60齿盘的涡流传感器和前置器组成，当机器旋转时，齿盘的齿顶和齿底经过探头，探头将周期地改变输出信号，即脉冲信号，系统接收到此脉冲信号进行计数、显示。转速=脉冲频率（f）/齿数（z）X60（rpm）1．5．2超速保护对于蒸汽透平机组，超速是最危险的情况之一，如不加以控制，会造成机组重大事故，导致飞车的危险。最坏的超速情况之一是机组甩负荷时，造成转速飞升。根据美国石油协会标准API612要求，超速保护应具有快速响应和错误冗余表决逻辑，因此本系统由三套涡流传感装置见测量值送入DEH系统，经过“三取二”逻辑运算，当运算结果超过设定值（转速的11