汽轮机的监测保护

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1、汽轮机的监测保护一、汽轮机保护系统的构成Ø汽轮机的保护系统由：①汽轮机仪表监视系统TSI②汽轮机危急遮断系统ETS③机械超速保护系统共同组成。ØTSI负责对有关参数如振动、胀差、轴向位移等进行监测，ETS系统对监测参数或设备状态进行逻辑判断，发出跳闸指令，ETS系统动作于AST电磁阀，动作结果是泄去EH油系统的AST油、OPC油油压，使主汽阀、调节汽阀快速关闭，停止汽轮机运行。机械超速保护系统仅对转速形成保护，汽轮机转速超过机械超速保护定值时，泄去润滑油系统的安全油压，打开隔膜阀，泄去EH油系统的AST油、OPC油油压，使主汽阀、调节

2、汽阀快速关闭，停止汽轮机运行。第一节汽轮机仪表监视系统简介一、汽轮机安全监视的内容ØTSI系统监测的基本参数如下。(1)振动参数(2)位置测量(3)其他参数一、汽轮机安全监视的内容(1)绝对振动(2)径向振动(3)轴向位移(4)偏心(5)转速(6)胀差(7)机壳膨胀(8)零转速(9)其他参数：①温度②相关大型机组应监视与保护的项目二、常用的汽轮机仪表监视系统u目前在中国市场上，200MW以上机组的TSI系统几乎完全被国外产品垄断。使用较多的产品有美国本特利(Bently)公司的3300系列、3500系列；德国菲利浦公司(后改为EPRO

3、)的RMS700、EPROMMS6000系列；日本新川公司的VM-3、VM-5系列；瑞士Vibro-Meter公司的VM600系统等。第二节TSI仪表测量原理TSI的基本组成u无论是国产的TSI，还是进口的TSI；无论是由分立元件构成的TSI，还是由集成电路组成的TSI，或者是由微处理器芯片构成的TSI系统，从硬件结构与功能组成的角度分析，均可由图16-1所示的三部分描绘。常用传感器类型u目前应用广泛的传感器有电涡流传感器、电感式速度传感器、电感式线性差动变压器和磁阻式测速传感器等。一、电涡流传感器系统电涡流传感器的工作原理Ø根据传感

4、器的性能和测试对象的要求，可利用电涡流传感器对汽轮机组的转速、偏心、轴位移、轴振动、胀差进行测量。n电涡流传感器原理简图如图所示。在传感器的端部有一线圈，线圈通以频率较高(一般为1～2MHz)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，最终原线圈反馈一等效电感，而耦合系数的大小又与两者之间的距离及导体的材料有关，当材料给定时，耦合系数K1与距离d有关，K=K1(d)，当距离d增加，耦合减弱，K1值减小，

5、使等效电感增加，因此测定等效电感的变化，可以间接测定d的变化。电涡流传感器的工作原理Ø为了实现电涡流位移测量，必须有一个专用的测量路线。这一测量路线应包括频率为f0的稳定的振荡器(一般用石英振荡器)和一个检波环节等。传感器加上测量线路(称之为前置器)的框图如图7-4所示。从前置器输出的电压Ud是正比于间隙d的电压。它可以分为两部分：一部分为直流电Udc，对应于平均间隙(或初始间隙)d0，另一部分为交流电压Uac,对应于振动间隙d。如果我们只对振动间隙感兴趣，可用电容隔直或加反向偏置的办法取出振动部分电压。趋近式系统输出电压和目标距离特

6、性关系见图7-5。电涡流传感器的工作原理Ø在安装电涡流传感器时，要注意平均间隙的选取。要求平均间隙加上振动间隙，亦即总间隙应在传感器线性范围之内，如图7-6所示。Ø影响趋近式系统的因素有一些因素可能使趋近系统的实际特性不同于理论特性，比如所用目标材料，环境温度，机械、电气缺陷以及某些空间限制(如最小距离等)。(1)目标材料影响。为使趋近系统正常运行，目标材料必须导电，它们可以是钢、铜、铝等，目标材料类型大大影响系统灵敏度和测量范围的线性区域。(2)温度影响。环境温度影响目标材料的导电性、导磁性、电缆电容和其他因素，因而温度会影响测量结

7、果的精度。(3)摇摆效应。摇摆效应是两类产生于非理想目标的误差来源之和，它们是：机械摇摆，由于目标机械缺陷，对于旋转轴，可能由于同心性不好(不圆)，也可能是由于轴表面状况不平(如裂痕等)；电气摇摆，由于轴表面导电性分布不均匀。用趋近系统测量时，这些摇摆效应表现为实际不存在的振动信号，可用数值方法消除这种效应。二、速度传感器速度传感器工作原理Ø速度传感器适用于测量轴承座、机壳及基础的一般频带内的振动速度和振动位移(经积分后)，其频带大约为5-500Hz(即300～30000r／min)。Ø惯性式速度传感器属电动力式变换原理的传感器。这种

8、传感器具有较高的速度灵敏度(一般可达100～500mV／cm／s)和较低的输出阻抗(一般为1～3kΩ)，能输出较强的信号功率，因此不易受电磁场的干扰，即使在复杂的现场，接用很长的导线，仍能获得较高的信噪比。一般来说，这类