1、汽轮机安全监视系统TSI 珠海发电厂珠海发电厂 郑达忠郑达忠Turbine Supervisoty Instrumentation第一节第一节 概述概述一、汽轮机监测意义 汽轮机安全监测系统（TSI）是一种集保护和检测功能于一身的永久监视系统。系统对机组在启动、运行过程中的一些重要参数进行监视和储存，它不仅能指示机组运行状态、记录输出信号、实现数值越限报警、出现危险信号时使机组自动停机，同时还能为故障诊断提供数据，是一套确保机组设备安全运行的重要设备系统。二、汽轮机监视内容三、TSI监测的基本参数二、汽轮机监视内容二、汽轮机监视内容汽轮机安全监视的内容汽轮机安全监视的内容汽机应监视和保护的项目
2、随蒸汽参数的升高而增多，且随机组不一而各有差异，一般汽机应监视和保护的项目随蒸汽参数的升高而增多，且随机组不一而各有差异，一般有以下一些参数：有以下一些参数：（1）轴向位移监视：连续监视推力盘到推力轴承的相对位置，以保证转子与静止部）轴向位移监视：连续监视推力盘到推力轴承的相对位置，以保证转子与静止部件间不发生摩擦，避免灾难性事故的发生。当轴向位移过大时，发出报警或停机件间不发生摩擦，避免灾难性事故的发生。当轴向位移过大时，发出报警或停机信号。信号。（2）差胀监视：连续检测转子相对于汽缸上某基准点（通常为推力轴承）的膨胀量，）差胀监视：连续检测转子相对于汽缸上某基准点（通常为推力轴承）的膨胀量
3、，一般采用电涡流探头进行测量，也可用线性差动位移变送器（一般采用电涡流探头进行测量，也可用线性差动位移变送器（LVDT）进行测量。）进行测量。（3）缸胀监视：连续监测汽缸相对于基础上某一基准点（通常为滑销系统的绝对死）缸胀监视：连续监测汽缸相对于基础上某一基准点（通常为滑销系统的绝对死点）的膨胀量。由于膨胀范围大，目前一般都采用点）的膨胀量。由于膨胀范围大，目前一般都采用LVDT进行缸胀监视。进行缸胀监视。（4）零转速监视：连续监测转子的零转速状态。当转速低于某规定值时，报警继电）零转速监视：连续监测转子的零转速状态。当转速低于某规定值时，报警继电器动作，以便投入盘车装置。器动作，以便投入盘车
4、装置。（5）转速监视：连续监测转子的转速。当转速高于设定值时给出报警信号或停机信）转速监视：连续监测转子的转速。当转速高于设定值时给出报警信号或停机信号。号。三、三、TSI监测的基本参数监测的基本参数(1)机组的转速监视。机组的转速监视。(2)转子的轴向位移监视：用于监视转子推力盘相对于推力轴承的轴向位移。转子的轴向位移监视：用于监视转子推力盘相对于推力轴承的轴向位移。(3)轴系偏心轴系偏心(弯曲弯曲)监视：用于监视转子偏心度的峰监视：用于监视转子偏心度的峰-峰值和瞬时值。峰值和瞬时值。(4)机组的膨胀监视：用于监视汽缸的绝对膨胀和转子与汽缸间的轴向膨胀差机组的膨胀监视：用于监视汽缸的绝对膨胀
5、和转子与汽缸间的轴向膨胀差(胀差胀差)。-1.3mm/+22.5mm(5)机组的轴系振动监视，由于大型机组的轴系比较复杂，该监视系统又可细分机组的轴系振动监视，由于大型机组的轴系比较复杂，该监视系统又可细分为：为：1)转子水平方向振动（转子水平方向振动（X方向）方向）2)轴承垂直方向振动（轴承垂直方向振动（Y方向）方向）.汽轮机转子振动汽轮机转子振动 125m（双幅）报警；（双幅）报警；250m（双幅）跳闸（双幅）跳闸 发电机转子振动发电机转子振动 127m（双幅）报警；（双幅）报警；254m（双幅）跳闸（双幅）跳闸(6)支支 持持 轴轴 承承 金属温度金属温度 107(7)推力轴承推力轴承
6、金属温度金属温度 99(8)轴承回油温度轴承回油温度 77(9)排汽温度排汽温度 80(10)凝汽器真空凝汽器真空-93.7KPa -84.7KPa(报警报警)-74.0KPa(跳闸跳闸)(11)推力轴承磨损跳闸油压推力轴承磨损跳闸油压0.2MPa(报警报警)0.55MPa(跳闸跳闸)(12)汽门柜内汽门柜内-外金属温差外金属温差 83 高中压外缸上高中压外缸上/下金属温差（高缸）下金属温差（高缸）-42/+42 高中压外缸法兰高中压外缸法兰/螺栓金属温差（高缸）螺栓金属温差（高缸）-30/+140 左侧中调门进出口金属温差左侧中调门进出口金属温差 83 右侧中调门进出口金属温差右侧中调门进出
7、口金属温差 83 高中压外缸上高中压外缸上/下金属温差（中缸）下金属温差（中缸）-42/+42 高中压外缸法兰高中压外缸法兰/螺栓金属温差（中缸）螺栓金属温差（中缸）-30/+140 汽机TSI监测第二节 电涡流传感器 涡流传感器利用高频磁场与被测物体间的涡流效应原理而制成的非接触式监测仪表。一、电涡流原理二、电涡流传感器监测原理三、仪表组成前置器产生一个低功率无线电频率（前置器产生一个低功率无线电频率（RF）信号，这一）信号，这一RF信号由延伸电缆送到探信号由延伸电缆送到探头端部里面的线圈上，在探头端部的周围都有这一头端部里面的线圈上，在探头端部的周围都有这一RF信号。如果在这一信号的范信号
8、。如果在这一信号的范围之内，没有导体材料，则释放到这一范围内的能量，都回到探头。如果有导体围之内，没有导体材料，则释放到这一范围内的能量，都回到探头。如果有导体材料的表面接近于探头顶部，则材料的表面接近于探头顶部，则RF信号在导体表面会形成小的电涡流。这一电涡信号在导体表面会形成小的电涡流。这一电涡流使得这一流使得这一RF信号有能量损失。该损失的大小是可以测量的。导体表面距离探头信号有能量损失。该损失的大小是可以测量的。导体表面距离探头顶部越近，其能量损失越大。传感器系统可以利用这一能量损失产生一个输出电顶部越近，其能量损失越大。传感器系统可以利用这一能量损失产生一个输出电压，该电压正比于所测
9、间隙。压，该电压正比于所测间隙。第三节第三节 机械量的监视保护机械量的监视保护轴向位移的监视保护轴向位移的监视保护转速监视转速监视热膨胀监视热膨胀监视振动监视振动监视轴向位移的监视保护 轴向位移的测量：汽机在运行中，由于各种因素，诸如机组甩负荷、润滑油压过低汽轮机发生水冲击等的变化会使轴在轴向有所移动。如果轴的移动太大，会碰到轴承，二者发生摩擦，其后果不堪设想。所以轴向位移是汽机的一个重要测量参数。汽机轴向位移测量是由两个独立的14mm探头和一个3300/20双通道轴向位移监视器组成。通道A和B采取完全对称的双选式结构，以提高系统的可靠性。同时利用这两个探头测量信号的与门逻辑信号作为自动停机保
10、护信号。转速监视热膨胀监视 胀差的测量：机组启停或运行过程中，由于转子与汽缸质量、热膨胀系数、热耗散系数的不同，转子的温升和热膨胀就比汽缸变化的要快，它们之间存在较大的热膨胀差值，简称胀差。当胀差值超过设计时预留的间隙时，便可能使动静部件发生碰撞和摩擦，轻则增加启动时间，重则引起机组强烈振动，以致造成机组损坏事故，因此，密切监视和控制胀差的变化。振动监视速度传感器系统的工作原理是速度传感器系统的工作原理是基于一个惯性质量和移动壳体，基于一个惯性质量和移动壳体，传感器有一个磁铁，它被固定传感器有一个磁铁，它被固定在传感器壳体上，围绕磁铁的在传感器壳体上，围绕磁铁的是一个惯性质量线圈，通过弹是一个惯性质量线圈，通过弹簧连在壳体上。当机器的振动簧连在壳体上。当机器的振动频率在惯性质量线圈的谐振频频率在惯性质量线圈的谐振频率以上时，线圈相对于空间没率以上时，线圈相对于空间没有运动，因为传感器是刚性接有运动，因为传感器是刚性接地固定在机壳上，所以磁铁与地固定在机壳上，所以磁铁与机壳的振动是完全一样的。磁机壳的振动是完全一样的。磁铁在线圈内运动，因而在线圈铁在线圈内运动，因而在线圈内产生电压，该电压正比于机内产生电压，该电压正比于机壳的速度。壳的速度。速度传感器系统的应用：轴承速度传感器系统的应用：轴承盖振动的测量。盖振动的测量。
