TSI基礎(chǔ)知識(shí)

1、MM 6000用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的可編程監(jiān)視和保護(hù)系統(tǒng)l 大型汽輪發(fā)電機(jī)組l 燃汽汽輪機(jī)l 水輪機(jī)l 工業(yè)透平l 壓縮機(jī)l 風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、齒輪箱l 其它旋轉(zhuǎn)機(jī)械MMS6000A熱力發(fā)電廠系統(tǒng)簡圖300MW（兆瓦），業(yè)內(nèi)習(xí)慣說成30萬千瓦機(jī)組。其中紅線表示的是汽輪機(jī)一般工作狀況下蒸汽的走向。圖中紅色部分為轉(zhuǎn)子，藍(lán)色為軸承和止推軸承，綠色為TSI系統(tǒng)常見的傳感器的安裝位置。TSI：Turbine Supervisory Instrument 汽輪機(jī)監(jiān)視儀表，通過實(shí)時(shí)測量汽輪機(jī)軸振動(dòng)、軸承振動(dòng)（瓦振）、軸位移（躥軸）、脹差（差脹）、軸彎曲、轉(zhuǎn)速等物理量來監(jiān)測汽輪機(jī)的工作狀態(tài)。并將這些監(jiān)測量以420mA電流

2、的方式輸出給其他系統(tǒng)（如DCS），并提供報(bào)警等開關(guān)量輸出。DEH：Digital Electric Hydraulic Control System 數(shù)字電液控制器，由包括計(jì)算機(jī)在內(nèi)的電子控制設(shè)備和液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成的汽輪機(jī)控制系統(tǒng)DCS：Distributive Control System 分散控制系統(tǒng)的簡稱。它是一個(gè)由過程控制級(jí)和過程監(jiān)控級(jí)組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計(jì)算機(jī)(Computer)、通訊(Communication)、顯示(CRT)和控制(Control)等4C技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活、組態(tài)方便。ETS：Emergency Tr

3、ip System 危急遮斷系統(tǒng)，用以監(jiān)視汽輪機(jī)的某些參數(shù)（某些參數(shù)可由TSI提供），當(dāng)這些參數(shù)超過其運(yùn)行限制值時(shí)，該系統(tǒng)就關(guān)閉全部汽輪機(jī)蒸汽進(jìn)汽閥門，緊急停機(jī)。以保證汽輪機(jī)安全運(yùn)行DAS：Data Acquisition System 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)MCS： Modulating Control System 模擬量控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)由機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、鍋爐主控和汽機(jī)主控、各子系統(tǒng)構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)對(duì)單元機(jī)組及輔機(jī)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制。系統(tǒng)將鍋爐汽機(jī)發(fā)電機(jī)組作為一個(gè)單元整體進(jìn)行控制，使鍋爐和汽機(jī)同時(shí)響應(yīng)控制要求，確保機(jī)組快速和穩(wěn)定地滿足負(fù)荷的變化，并保持穩(wěn)定的運(yùn)行。電廠中常用的名詞解釋盤車：在汽輪機(jī)啟動(dòng)沖轉(zhuǎn)

4、前和停機(jī)后，利用以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的裝置使轉(zhuǎn)子以一定的轉(zhuǎn)速連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。目的是保證轉(zhuǎn)子均勻受熱和冷卻。在啟動(dòng)前利用盤車使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，還可以用來檢查汽輪機(jī)是否具備運(yùn)行條件，比如動(dòng)靜之間是否有摩擦，主軸彎曲度是否在允許范圍內(nèi)等。一般盤車的速度分為低速盤車（3-5r/m）和高速盤車（40-70r/m）兩種。疏水閥：在蒸汽加熱系統(tǒng)中起到阻汽排水作用的閥門電廠中的常用名詞解釋汽輪機(jī)大軸彎曲事故大多數(shù)是機(jī)組在啟動(dòng)過程中或停機(jī)過程以及停機(jī)后，由于轉(zhuǎn)子內(nèi)部受熱不均，造成大軸局部熱應(yīng)力過大，超過材料的屈服極限，使得大軸產(chǎn)生了不可恢復(fù)的形變。這種形變在受熱狀況恢復(fù)后也不能消除。軸瓦燒損事故主要表現(xiàn)為機(jī)組振動(dòng)加劇，軸瓦烏金溫

5、度和潤滑油回油溫度明顯升高。若推力瓦燒損，還表現(xiàn)為軸向位移明顯增大，引起軸向位移保護(hù)動(dòng)作。發(fā)生軸瓦燒損事故，可能造成軸瓦烏金燒熔、轉(zhuǎn)子軸頸損壞并可能造成汽輪機(jī)動(dòng)靜部分摩擦，嚴(yán)重時(shí)汽輪機(jī)設(shè)備損壞。通流部分動(dòng)靜磨損因?yàn)榇笕萘科啓C(jī)汽缸多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通流部分動(dòng)靜間隙小，所以汽缸和轉(zhuǎn)子之間的膨脹關(guān)系復(fù)雜。在起停機(jī)或負(fù)荷變化時(shí)，容易發(fā)生動(dòng)靜磨碰。主要原因是汽缸和轉(zhuǎn)子不均勻加熱和冷卻，啟動(dòng)和運(yùn)行方式不合理等。要防止動(dòng)靜磨碰，運(yùn)行中要嚴(yán)格監(jiān)視汽缸上下溫差和脹差是否超限。從以上常見事故中都可以看到TSI系統(tǒng)對(duì)于汽輪機(jī)安全運(yùn)行的重要性。汽輪機(jī)組常見事故TSI基本的監(jiān)測對(duì)象振動(dòng)：監(jiān)測的振動(dòng)參量主要有l(wèi)振幅：振幅是

6、振動(dòng)強(qiáng)度（振動(dòng)大?。┑臉?biāo)志。一般電廠提到的振幅都是指振動(dòng)往復(fù)的位移量大小。l頻率：一般來說，振動(dòng)的頻率通常表示為機(jī)器轉(zhuǎn)速的倍數(shù)。有些機(jī)械故障通常會(huì)在特定的頻率下發(fā)生，所以頻率是用來區(qū)分故障類型的重要參量。l相角：相角可以用來描述任一特定時(shí)刻轉(zhuǎn)子的位置，利用振動(dòng)的相角測量可以確定振動(dòng)的“高點(diǎn)”相對(duì)于轉(zhuǎn)子上某一固定點(diǎn)的位置。根據(jù)振動(dòng)相角信息可以確定機(jī)器的動(dòng)平衡狀態(tài)和轉(zhuǎn)子上殘留的非平衡質(zhì)量的位置，為機(jī)組的平衡工作提供重要的數(shù)據(jù)依據(jù)。振動(dòng)相角的監(jiān)測方法示意圖振動(dòng)：TSI主要的振動(dòng)監(jiān)測點(diǎn)l軸振動(dòng)：通常將渦流傳感器安裝在軸承殼上，測量的是軸相對(duì)于軸承殼的振動(dòng)。左圖“探頭”即為渦流傳感器在軸承殼上的安裝方式

7、。一般情況下，為得到完整的軸振動(dòng)信息，每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)都垂直安裝一對(duì)渦流傳感器。TSI基本的監(jiān)測對(duì)象振動(dòng)：TSI主要的振動(dòng)監(jiān)測點(diǎn)l軸承振動(dòng)：通常利用電磁式振動(dòng)速度傳感器固定安裝在軸承殼上，隨軸承殼一起振動(dòng)，輸出與振動(dòng)速度成正比的電壓信號(hào)。TSI基本的監(jiān)測對(duì)象位置參量主要有：l軸向位置（軸位移）l偏心度峰峰值l脹差（差脹）l機(jī)殼膨脹TSI基本的監(jiān)測對(duì)象l軸向位置（軸位移）軸向位置用來描述止推環(huán)法蘭和止推軸承之間的相對(duì)位置。軸向位置的監(jiān)測主要是防止轉(zhuǎn)子和定子之間的軸向摩擦。一般安裝兩個(gè)渦流傳感器探頭來監(jiān)測。TSI基本的監(jiān)測對(duì)象軸向位置傳感器的安裝示意圖由于止推軸承一般都沒有安裝探頭的空間，不能像左圖一樣

8、安裝，所以一般采用右圖的方式，監(jiān)測止推法蘭附近的法蘭或軸頭的軸向位移。要求探測位置距止推法蘭的間距不能大于12英寸，否則由于熱膨脹的影響，探測面的位移不能直接反映止推法蘭和止推軸承之間的間隙。TSI基本的監(jiān)測對(duì)象l偏心度峰峰值（軸彎曲）偏心度峰峰值是對(duì)轉(zhuǎn)軸在靜態(tài)時(shí)彎曲的測量。用轉(zhuǎn)軸在慢轉(zhuǎn)速下用渦流傳感器輸出電壓的起伏峰峰值表示。只有在峰峰值低于允許水平時(shí)，才能夠啟動(dòng)汽輪機(jī)。一般情況下，探頭最好裝在兩個(gè)軸承跨度之間（圖中2號(hào)）。但實(shí)際情況下，兩軸承之間沒有安裝空間，所以一般安裝在軸承外側(cè)（圖中1號(hào)）。TSI基本的監(jiān)測對(duì)象l脹差對(duì)于大型機(jī)組，要求啟動(dòng)時(shí)或負(fù)荷變化時(shí)，轉(zhuǎn)子和汽缸必須以同樣的比率受熱膨

9、脹。如果轉(zhuǎn)子和汽缸受熱膨脹的比率不同，就可能發(fā)生軸向摩擦而使機(jī)器受損。為了測量脹差，需要把傳感器安裝在與止推軸承相對(duì)的汽缸的另一側(cè)，在此處監(jiān)測到的軸與機(jī)殼的位置變化即可反映機(jī)殼與轉(zhuǎn)子的相對(duì)膨脹。TSI基本的監(jiān)測對(duì)象l機(jī)殼膨脹（汽缸膨脹）對(duì)于大型機(jī)組，除了測量脹差以外，還要監(jiān)測機(jī)殼的膨脹。機(jī)殼膨脹通常由安裝在機(jī)殼外部，以機(jī)組地基為參考基準(zhǔn)的線性可變差動(dòng)變壓器（LVDT傳感器）來監(jiān)測。l轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速監(jiān)測的作用是在機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)分析中找出振動(dòng)等參量和轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。通常利用磁敏不平衡電橋式傳感器或渦流傳感器感知轉(zhuǎn)子上齒輪或鍵槽而產(chǎn)生電脈沖，在利用記頻設(shè)備測試脈沖的頻率，從而實(shí)時(shí)得到轉(zhuǎn)速值。TSI基本的監(jiān)測

10、對(duì)象泵與風(fēng)機(jī)泵與風(fēng)機(jī)是將原動(dòng)機(jī)（比如電動(dòng)機(jī)或輔助小型汽輪機(jī)）的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為被輸送液體或氣體的壓力能和動(dòng)能的動(dòng)力設(shè)備。其中輸送液體的稱為泵，輸送氣體的稱為風(fēng)機(jī)。在熱力發(fā)電廠中，泵與風(fēng)機(jī)起著全廠水、氣輸送的作用。在熱力發(fā)電廠系統(tǒng)簡圖中，可以看到各種泵和風(fēng)機(jī)在電廠系統(tǒng)中所處的位置和作用。給水泵：向鍋爐送水循環(huán)水泵：為汽輪機(jī)的凝汽器送冷卻水凝結(jié)水泵：派送凝汽器中凝結(jié)的水補(bǔ)給水泵：補(bǔ)充管路系統(tǒng)汽水的損失灰渣泵和沖灰水泵：排除鍋爐的灰渣潤滑油泵：供給汽輪機(jī)各處軸承的潤滑油排粉風(fēng)機(jī)：輸送磨煤機(jī)產(chǎn)生的煤粉到鍋爐送風(fēng)機(jī)：提供鍋爐燃燒用空氣以及磨煤機(jī)煤粉干燥用風(fēng)引風(fēng)機(jī)：派送鍋爐燃燒后的煙氣在發(fā)電廠中，由于泵與風(fēng)機(jī)發(fā)生故障而引起停機(jī)、停爐的例子很多。當(dāng)今機(jī)組向大容量、單元制方向發(fā)展，對(duì)泵與風(fēng)機(jī)的安全可靠性與主機(jī)具有等同的要求。泵與風(fēng)機(jī)運(yùn)行中的主要振動(dòng)問題有：流體引起的振動(dòng) 引起此類振動(dòng)的因素比較復(fù)雜，振動(dòng)規(guī)律性不強(qiáng)。多采用獨(dú)立的振動(dòng)監(jiān)測儀表監(jiān)測。機(jī)械引起的振動(dòng) 轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡（振動(dòng)周期性強(qiáng)，多與轉(zhuǎn)速同步）轉(zhuǎn)子中心不正（振動(dòng)周期性強(qiáng)，含有2倍轉(zhuǎn)速的頻率成分）平衡盤設(shè)計(jì)不良原動(dòng)機(jī)