汽轮机轴向位移和胀差传感器安装探讨

汽轮机轴向位移和胀差传感器安装探讨

缪水宝

【摘要】轴向位移和胀差是直接反映汽轮机动静间隙的两个最重要的技术参数,也是两项重要保护,传感器安装的正确与否直接影响汽轮机能否正常可靠运行.探讨汽轮机轴向位移、胀差传感器的安装、调试过程以及机组运行中存在的一些问题,分析提出解决对策,保证机组安全稳定运行.

【期刊名称】《山东电力技术》

【年(卷),期】2018(045)010

【总页数】5页(P57-61)

【关键词】轴向位移;胀差;安装;调试

【作者】缪水宝

【作者单位】芜湖发电有限责任公司,安徽芜湖 241009

【正文语种】中文

【中图分类】TK36;TK268

0 引言

在高参数、大容量汽轮发电机组中，轴向位移和胀差是直接反映汽轮机动静间隙的两个最重要的技术参数，也是两项重要保护。目前，由于许多机组的轴系机械安装零位和监测保护系统的电气零位不统一，经常发生检修后的机组因胀差、轴向位移监测系统传感器的零位锁定不当，导致该系统在机组启动后，测量误差较大，甚至

无法正常监测和投入保护的情况，只能停机处理。检修后机组轴向位移大小与胀差传感器的安装正确与否直接影响机组的正常运行［1］。

汽轮机监测仪表系统（Turbine Supervisory Instrumentation，TSI）是一种连续监测汽轮发电机组转子和汽缸机械工作参数的监控系统，能连续、准确、可靠地监视机组在启动、运行和停机过程中的重要参数变化，为记录表提供输出信号，并在被测参数超出预置的运行极限时发出报警信号，必要时采取自动停机保护。此外，还能提供用于故障诊断的各种测量数据［2］。其中TSI监测的重要参数就包括对轴向位移和胀差测量、监视，其工作原理是利用涡流传感器将其与被测表面的位移转换成电压信号送至前置放大器，经整形放大后，输出0～24 V DC电压信号，送至TSI卡件进行信号处理。输出开关量信号至汽轮机紧急停机系统（Emergency Trip System，ETS）实现保护功能，同时送出4～20 mA模拟量信号至汽轮机数字电液控制系统（Digital Electric Hydraulic Control System，DEH）；通道故障、报警等开关量信号至分散控制系统（Distributed Control System，DCS）进行画面显示以及光字牌报警。

1 汽轮机轴向位移

1.1 汽轮机轴向位移测量系统

轴向位移电涡流传感器位于汽轮机中间轴承箱右侧，两只轴向位移传感器安装于2号与3号轴承箱的侧面，固定在同一支架上，探头朝向汽轮机方向安装，测量系统如图1所示。轴向位移检测推力轴承与汽缸的相对位移，在机组运行过程中，要使动静部件之间保持一定的轴向间隙及油膜，避免汽轮机转动部件和静止部件之间发生摩擦和碰撞［3］。

图1 胀差/轴向位移测量分布

轴向位移监测采用了两只传感器，对应于-2～+2 mm轴向位移测量范围，型号为MMS6000 PR6424/010-040。

1.2 汽轮机轴向位移安装调试

汽轮机轴向位移传感器安装如图2所示。通过旋转调整架手轮确保测量范围，并锁紧调整架上的锁紧螺栓。松开①②固定螺栓，可以旋转调整架手轮使轴向位移探头远离或靠近汽机转子凸缘，确保轴向位移在测量线性范围。根据校验报告确定探头安装间隙电压，在前置器输出为-12 V处定位零位。

1）轴向位移方向的确定。探头靠近推力盘为正，远离推力盘为负。即当汽轮机大轴向发电机方向移动为正，向机头方向移动为负。

2）现场轴向位移传感器安装在支架上的位置从左到右依次为轴向位移1、轴向位移2。定位时应先固定好轴向位移传感器1，测量前置器输出直流电压为-12 V，然后定轴向位移2，测量两个轴向位移前置器输出电压都是-12 V，最后将两个轴向位移锁紧螺栓固定。

3）旋转调整架手轮至轴向位移报警值和危险值（见表1），检查MMS6210轴向位移监视器、ETS系统画面报警和汽机光字牌画面报警正常。

4）最终定位：移动旋转调整架手轮使前置器输出电压为-12 V，DEH画面显示0 mm。将锁紧螺栓固定。

图2 汽轮机轴向位移传感器安装

表1 汽轮机轴向位移/胀差定值 mm监测项目报警值危险值轴向位移 SP1 ＋1.2/-1.65轴向位移 SP2 ＋0.6/-1.05 ＋1.2/-1.65＋0.6/-1.05高中压缸胀差＋10.5/-5.3 ＋11.6/-6.6低压缸胀差＋30.0/-8.0＋19.8/-4.6

2 给水泵汽轮机轴向位移

2.1 给水泵汽轮机轴向位移

每台给水泵汽轮机设计有2套轴向位移测量系统，均安装于前轴承箱内，如图3所示。小汽轮机轴向位移报警值和危险值分别为±0.56 mm和±0.8 mm。2个信号中任一信号达到危险值跳闸给水泵汽轮机。

图3 给水泵汽轮机轴向位移测量

2.2 给水泵汽轮机轴向位移安装调试

小汽轮机轴位移监测的方向规定轴系由前箱侧向小汽轮机侧窜动视为正方向。

参考检修后传感器校验报告，PR6423/004-010电涡流传感器零位电压V0、灵敏度K以及量程见表2。

表2 PR6423/004-010电涡流传感器参数监测项目零位电压 V0/V 灵敏度 K/（V·mm-1）量程 /mm A小汽轮机轴向位移1 -10.042 2 A小汽轮机轴向位移2 -10.042 7.690 2 7.690 B小汽轮机轴向位移1 -10.019 7.919 2 B小汽轮机轴向位移2 -10.104 2 7.429

轴向位移传感器安装时，以小汽轮机转子推力盘与正、负推力瓦总间隙的中间值为0点来定位即“轴系的机械零位”。

安装前将A/B两台小汽轮机推力盘推向推力瓦的非工作瓦块（小汽轮机侧），并与非工作面靠紧，即将轴系机械零位向小汽轮机侧推了δ/2。其中，A、B小汽轮机推力间隙δ分别为0.40 mm和0.39 mm。因此，小汽轮机轴向位移传感器安装时，应将推力间隙予以考虑，否则会产生δ/2的测量误差。即：实际的传感器安装电压V=V0±K·δ。其中，K为线性灵敏度，V0为零位电压。

最终两台给水泵汽轮机轴向位移监测系统安装调试完成后，DCS画面显示数据为0.2 mm左右，即将机械零位向正方向移了δ/2。

3 胀差监测系统

在机组正常运行中，胀差传感器固定在缸体上，而传感器的被测金属表面铸造在转子上即测量盘上。汽缸和转子受热膨胀的相对差值称为“胀差”，大型火电机组胀差有高中压缸胀差、低压缸胀差。当汽轮机减负荷或停机时，转子和汽缸分别以各自的死点为基准膨胀或收缩。由于转子温度较汽缸低，转子的轴向膨胀值比汽缸膨胀值小，两者的膨胀差为负值，又称为负胀差。由此可知，凡转子轴向膨胀值大

于汽缸膨胀值时，称为正胀差，反之，称为负胀差［4］。

一般来说，在冷态启动过程中，主要表现为正胀差，在热态启动和停机过程中，主要表现为胀差往负向走［5］。高压缸胀差探头位于汽轮机前箱左侧，低压缸胀差位于6号瓦与7号瓦中间。

高中压缸胀差监测采用1只传感器，对应于-7.5～+12.5 mm胀差测量范围。

低压缸胀差监测采用2只传感器，对应于-9～+31 mm胀差测量范围。

3.1 补偿式胀差测量原理

如果胀差测量范围较大，已超过探头的线性范围，可采用斜面式测量和补偿式测量方式。由于低压缸胀差的测量范围较大（0～40 mm），机组低缸胀差测量时采用补偿式测量方法。在轴端推力盘的两端各安装一支探头，在热膨胀过程中，当被监测推力盘的移动超出第1个探头的测量范围时，紧接着进入第2 个探头监测范围［6］，见图 4（a）。两个探头输出信号经过前置器至MMS6210卡件合成为胀

差信号［7］。

3.2 胀差传感器安装调试

机组停机时，用千斤顶将汽轮机转子顶向一侧，使转子的推力盘紧靠推力瓦块非工作面或顶向发电机侧紧靠工作面。

图4 低压缸胀差安装

用笔记本电脑连接MMS6210监测器进行组态时，channelOutput选项的子项“Inver Measuring Range”不选，当被测面远离A探头时胀差增大。如图4（b）所示，通过旋转调整架手轮确保测量范围，并锁紧调整架上的锁紧螺栓。松开①②固定螺栓，可以旋转调整架手轮使胀差探头远离或靠近汽机转子凸缘，确保胀差在测量线性范围。

低压缸胀差采用补偿式测量原理，即由2个探头合成进行胀差测量。现场低压缸

胀差探头A安装靠汽轮机侧、低压缸胀差探头B安装靠近发电机侧。定位时分别

固定好低压缸胀差探头A和B，移动探头支架，测量低压缸胀差A和B前置器输出电压均为-20 V，此时转子上的被测面处于支架中间位置，最后将2个胀差锁紧螺栓固定好。

如图4（b）所示，使支架连同探头一起向右（发电机侧）移动11 mm，零位间隙即调停。

旋转调整架手轮至低压缸胀差报警值和危险值，检查MMS6210低压缸胀差监视器、ETS系统画面报警和汽机光字牌画面报警正常。正向报警值和危险值由于调整架移动范围所限，现场无法进行全行程模拟，故没有进行模拟试验。

最终定位：移动旋转调整架手轮使DEH画面显示0 mm，将锁紧螺栓固定好。

4 异常问题分析及处理

4.1 给水泵汽轮机运行中出现的问题及处理

4.1.1 延伸电缆中间接头问题及处理

2号机A给水泵汽轮机轴向位移1点发生突变，随即进行就地前置器和转接头检查，当确定前置器无异常后，对转接头进行重新包扎处理，处理后正常。

2号机组A给水泵汽轮机机轴向位移2点显示不准，检查历史趋势另外一点显示正常且振动、推力轴承温度均正常，未发现明显异常，判断该测点本身存在问题，开工作票退轴向位移保护，检查延伸电缆接头，对其进行清洗、重新包扎后恢复正常。因此，机组每次检修后重新安装时，探头电缆与延伸电缆之间的接插件连接好后，应用耐油热缩套管封装，使之与外部铠装电缆绝缘，禁止采用绝缘胶布等易腐材料进行封装，否则会影响传感器的阻抗，致使测量误差增大。探头安装时为防止机械损坏，应把探头引线与延伸电缆分开，并用工具夹住探头上的扳手平台紧固，探头引线随之旋转，禁止握住传感器引线旋转。电涡流传感器探头组成如图5所示。

图5 电涡流传感器探头组成

4.1.2 电缆引线问题及处理

1号机组给水泵汽轮机在检修期间，安装探头时进行线性范围模拟试验时，测量前置器电压超出正常范围，后检查发现传感器引线处有破损影响了测量精度，见图5（a）。由于给水泵汽轮机电涡流传感器引线为无铠装，且随着机组检修次数的增多，探头拆装次数也因此增加，缩短了探头的寿命。因此在安装探头时，引线必须要随着探头旋转，否则引线受力后容易破损。更换一套校验好的新传感器后前置器电压恢复正常。

4.1.3 机组等级检修后胀差/轴向位移异常处理

1号机A检修后汽轮机高中压缸胀差、低压缸胀差相对检修前异常；汽轮机轴向

位移比机组检修前绝对值偏大。

高中压缸胀差检修后由+0.55 mm变为-1.20 mm是由于高中压缸返厂处理，在

高中压内缸外壁加装汽封装置后，减少了高排的蒸汽对高中压内缸外壁的冷却，由此汽缸夹层温度变高，相应的高中压外缸温度升高，从而汽缸绝对膨胀值增加（由检修前膨胀值23 mm变为检修后膨胀值28 mm）。高中压缸胀差满负荷设计值

为-2.5 mm，机组报警值为≤-5.3 mm或≥10.50 mm，故高中压缸胀差-1.20

mm是机组正常运行状态。

关于低压缸胀差由检修前的14.47 mm变为检修后的13.06 mm，分析为低压缸

的滑销系统修后保持了良好的膨胀性、胀差缩小，机组运行的安全性提高。

轴向位移的零位确定为把转子（轴系）向发电机侧推足。检修中转子轴系定位时，发生严重过推，而检修人员在未能及时发现这一现象的情况下，通知热工人员转子已推到零位。热工人员据此调整轴向位移测量装置值，机组启动运行时发现转子前窜（轴向位移A：-0.84 mm、轴向位移 B：-0.82 mm）。依据轴向位移测量系

统的工作原理证明转子轴系前移，推力盘靠向机头侧。轴向位移数据已接近报警值。此数值包含轴系转子推向发电机侧的过推量以及推力间隙量，实际运行中推力盘靠

向定位推力瓦块，造成汽轮机轴向位移负值较大［8］。结合实际运行经验，该轴向位移数据满足机组运行要求。

处理措施与建议。机组在高负荷变动下运行，加强对轴向位移的监视；机组下次检修或停运期间轴系重新定零位并重新对轴向位移传感器进行安装调整。

5 结语

通过对汽轮机两项重要监测参数轴向位移、胀差传感器安装方面的探讨，对机组运行当中存在的一些问题进行了分析并采取相应的对策，对设计当中存在的一些问题提出了相应的建议和应采取的措施，以确保机组安全稳定运行。在以后的实际运行中以及机组等级检修中继续加强现场问题的总结，避免由于热工测量装置异常导致机组出现误动或拒动。

参考文献

【相关文献】

［1］杨宗秀.汽轮机轴位移、胀差传感器的零位锁定［J］.电力安全技术，2002，4（3）：13-15. ［2］谷俊杰，丁常富.汽轮机控制监视和保护［M］.北京：中国电力出版社，2002.

［3］杨国文.MMS6000监视系统在成都金堂电厂汽轮机组监测中的应用［J］.自动化信息，2009（3）：79-80.

［4］杨晋萍，白建云.大型火电机组控制技术丛书安全监测保护系统［M］.北京：中国电力出版社，2005.

［5］张朝阳，李雄伟，王潇.汽轮机 TSI系统的测量与调试［J］.华北电力技术，2008（4）：9-11.

［6］曲鹏，陈海兵.汽轮机补偿式胀差算法的改进［J］.发电设备，2011，25（3）：194.

［7］何修年，蔡训杰.邹县发电厂汽轮机监测仪表的安装调试［J］.电力设备，2007，8（9）：78. ［8］张庆国，孙登成，李祥苓，等.1 000 MW汽轮机TSI调整轴系定位法优化分析［J］.中国电力，2009，42（3）：52.

第06章 汽轮机轴向位移与胀差测量装置

第六章汽轮机轴向位移及胀差测量保护装置 一、JZX-3A型轴向位移和JDX-3A型相对膨胀装置 我厂1、3、4号机均采用JZX-3A型轴向位移测量保护装置和JDX-3A型相对膨胀测量装置，它们的结构、原理、使用方法完全一样，只是量程不同。轴向位移量程±2毫米，胀差量程±5毫米。它们具有共同的特点：设计合理，结构紧凑；性能稳定，线性度好；功能齐全，维修方便。 1检修项目与质量要求 1.1发讯器支架与测量盘检查 检查汽轮机上安装发讯器的支架与测量盘，该支架应安装牢靠，机械连接部件的可动部分，应灵活无卡涩，无晃动;弹簧张力恰当，回位正确;测量盘表面应光滑无损伤，损伤严重时应进行修补，否则，在低转速时，示值将摆动。 1.2发讯器部分 1.2.1发讯器的铁芯端面应平整无损，固定螺丝、销钉、防松垫等应齐全牢固，引线及保护金属软管应完整无损，不应与机械转动部分接触磨擦。 1.2.2测量发讯器各组线圈电阻值，应符合规定值。 1.2.3用500V绝缘表测量各组线圈间及对外壳的绝缘电阻，应不小于10MΩ（注意：测量时，必须拨下装置内的插头，防

止高压损伤电子元件）。 1.2.4发讯器上的标志牌应正确清楚，固定牢靠。 1.3 电源部分 1.3.1电源部分内外应清洁，各引线螺丝、固定螺丝、插接件等应齐全无松动。线头标志清楚正确。电源指示灯正常，电压指示表指示正确。 1.3.2各组电压值正确。当电源电压在200~240V范围内变化时，其输出电压变化应不超过±1%。 1.3.3用500V绝缘表测量一、二次线圈对外壳的绝缘电阻，应不小于10MΩ。 1.4 调整装置 1.4.1装置内部应清洁，各零部件固定牢靠，元器件插（焊）接应牢固。 1.4.2各指示灯、开关、按钮应齐全、可靠，电位器应接触良好，无跳动现象。 1.5指示仪表校准 仪表示值误差和同量程误差不应超过仪表的允许误差。并且模拟表应无卡涩现象，数字表无示值跳动现象。 2 整套装置的校准与技术要求 整套装置的校准是将发讯器按要求装在模拟试验台上进行

位移传感器的安装方法

位移传感器的功能是将机械的位移量转换成电信号，在我们选择位移传感器的时候需要考虑的有安装方式线性精度和供电情况，同样需要知道你的大概测量范围去选择更加合适的位移传感器。 首先我们在选择位移传感器规格范围时需留有余量，一般情况下最好是在实际行程的基础上选大一规格的即可。同样还需要注意的是你选择的是电涡流位移传感器，拉线位移传感器还是滑块位移传感器。如果你的位移传感器不便于进行对中调整的场合使用的话，最好是使用滑块位移传感器。而就位移的量程而言，大量程的建议使用的拉线位移传感器，电涡流位移传感器只是相对精度比较高的去测量。滑块位移传感器可以减少调整对中性的工作量，但辅助加长杆不能取消，否则，会出现由于对中性不好而导致稳定性和使用寿命，所以类似的位移传感器安装要是相当严格的。 位移传感器的安装要求根据你测量的是振动和位移，如果是轴的径向振动测量就得要求轴的直径大于探头直径的三倍以上。每个测点应同时安装两个传感器探头，两个探头应分别安装在轴承两边的同一平面上相隔90度。轴的径向振动测量时探头的安装位置应该尽量靠近轴承。探头中心线应与轴心线正交，探头监测的表面必须是无裂痕或其它任何不连续的表面现象。 如果是轴的轴向位移测量测量面应该与轴是一个整体，这个测量面是以探头的中心线为中心，宽度为1.5倍的探头圆环。探头安装距离距止推法兰盘不应超过305mm，否则测量结果不仅包含轴向位移的变化，而且包含胀差在内的变化，这样测量的不是轴的真实位移值。对于位移传感器的测量方式不一样，对应的安装就需要有不一样的要求。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解相关传感器产品的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城https://www.wendangku.net/doc/2619378364.html,。

轴位移定位方法

轴向位移、胀差的安装和调试关于轴向位移和胀差的方向及机械零位的确定 安装间隙的确定 条件：由于零位是在工作瓦及非工作瓦的正中心，并且需要将推力盘靠死工作瓦时来安装并定位两只轴位移传感器，差胀传感器也如此。 方法：轴向位移和胀差的安装间隙的确定相当重要，要在掌握基本原理的基础上来确定此间隙就会变的相当容易，并方便的安装。下面介绍轴向位移安装间隙的确定方法。 假定我们选用一个传感器，此传感器探头有效直径（除了线圈以外的）为8mm，间隙线性范围为4.5mm，传感器输入输出曲线如图1所示，电压输出-2V—20Vdc为线性输出范围，所对应的间隙为0.5mm—5.0mm,灵敏度为4V/mm即d1=0.5mm,对应输出电压为：-2V DC；d2=5.0mm，对应电压输出为-20V DC.如果轴向位移表量程范围为：-2mm--+2mm,即范围为4mm，此时安装间隙为d0=2.75±0.25mm,即d2=2.5mm,d3=3mm,只要将传感器安装在此范围之内即可。此时传感器电压输出对应于 -10VDC---12VDC.由于传感器输出与电压是一一对应的关系，所以在传感器安装时，没有必要用塞尺去测量间隙，只要用电压表测量输出电压即可。 零位确定 在安装固定传感器时，不必关心监视仪表的指示值，在传感器固定完毕后，利用监视仪表的“零迁”即可。如果轴系不在零位，如果测量得目前大轴在+2mm，此时监视值迁为+2mm即可。

1.如果系统性能图超出规范限制范围，例如，线性区少于80mils，比例系数超出±11mV，那么首要的原因可能是系统的某一部分构成不匹配。探头、延伸电缆或前置器在电气长度方面不匹配，使得总长度太长或太短。 2.当提供的-24Vdc电压超出允许变化范围时，传感器的性能也会超出偏差的允许范围。传感器的可用电压变化范围为-17.5至 -26.0 Vdc。然而，对较高的输入电压可能会失去响应。传感器的供电电压低于- 16Vdc时线性区域将严重减小。注意，传感器的最大输出电压相比电源电压大约有4伏的偏差。也就是最大输出信号比电源电压低4伏。 轴向位移和胀差安装间隙的确定相当重要，要在掌握基本原理的基础上来确定此间隙就会变得相当容易，并方便地安装。以往许多老电厂的技术人员受“山”字型传感器的框框影响，把此项工作看得比较机械，往往还用塞规去测量间隙，我们认为没有这个必要，而且没有利用涡流传感器具有线性好，范围大的优点。下面以轴向位移为例来说明如何确定安装间隙及安装方式。 假定我们选用日本新川公司的VK-452A传感器，此传感器探头有效直径为8mm，螺纹尺寸为M14×1.5，线性范围为4.5mm，传感器的输入输出特性曲线如图1，电压输出－2V～－20VDC为线性输出的范围，所对应的间隙为0.5mm～5.0mm，灵敏度为4V/mm(这是常规数据，针对某一特定传感器应以用户自己标定的数据为准)，即d1＝0.5mm，对应输出电压为：－2V DC；d2＝5.0mm，对应电压输出为－20V DC。如果轴向位移表的量程范围为：－2mm～＋2mm，即范围为4mm，此时安装间隙为d0＝2.75±0.25mm，即d2＝2.5mm，d3＝3.0mm，只要将传感器安装在此范围之内即可。此时传感器电压输出对应于－10VDC～－12VDC。由于传感器的间隙与电压输出是一一对应的关系，所以在传感器安装时，没有必要用塞规去测量间隙，只要用电压表测量输出电压即可，这样可减少现场工作强度。又如果假定轴向位移表的量程为－1mm～＋2mm，即范围为3mm，此时安装的间隙为 d0＝2.25±0.75mm，即d2＝1.5mm，d3＝3mm，此时传感器的电压输出对应与－6VDC～－12VDC，我们只要测量输出电压，使其在上述范围之内，即可固定支架，使其定位。对于其他的量程范围，或胀差均可用此方式来确定。 零位确定 在安装固定传感器时，用户不必关心监视仪表的指示值，在传感器固定完毕后，利用监视仪表的“零迁”功能将监视仪表指示“迁零”即可。如果轴系不在零位，如果机务工程师经测量，目前大轴在＋0.2mm，此时将监视器仪表的指示迁为＋0.2mm即可。（应该为2.5+2=4.5和3+2=5mm对应的电压值都可以，即最大正向位移对应的探头位置可以活动的范围，而不是零点电压所对应的范围）所以涡流传感器的安装是相当方便的，半个小时即可完成安装调试工作的全过程。而现在好多用户受老传统的影响，不会使用这些先进的功能而用老办法，甚至用对讲机，来回对数据、对零位，而往往螺母一紧，零位又变化了，再重新来过，5～6人忙半天才能安装完毕。所以用户一定要搞清原理，可大大地减轻工作强度和节约时间。

汽机1

?汽轮机振动传感器具体安装位置:振动传感器一般有三个位置，汽机前轴瓦、汽机后轴瓦、发电机前轴瓦，而参与保护的是汽机的前后轴瓦。前轴瓦振动安装在机头的外壳(前箱)顶部，后轴瓦安装在盘车电机前面的外壳(后箱)顶部. 汽轮机轴瓦测点在轴瓦正上方和侧面，主要侧轴瓦垂直振动和水平振动。 为了便于记忆，名称和位置通常用缩写，如第2个轴承安装3个测振传感器.汽轮机振动的测点有:汽轮机转子的轴振和瓦振，测量轴振的支架安装在轴瓦. ?汽轮机涨差和轴向位移传感器如何安装? 1.胀差安装：一般先将胀差元件支架固定于汽机缸体上，将元件探头放置于汽机转子的测量盘上，一般规定转子朝向伸展为正方向。 2.轴位移安装：600MW汽轮机组的轴位移探头一般安装在测量盘的两侧，可先将安装元件的支架固定于缸体上，在将大轴推向一侧（一般推向发电机侧），然后将前置器与探头连接，通过调整间隙电压安装，因为知道大轴所推距离和传感器的灵敏度，故通过换算调整探头的安装距离。 ?汽轮机胀差：胀差测量是分别测量高、中、低压缸转子相对于缸体的胀差,如胀差过大,引起机组强烈振动,则有可能危及转子及其叶片的安全,测量能提供一个预先报警,过大则应打闸停机。 另外，汽轮机在启动、停机及运行过程中，胀差的大小与下列因素有关： 1.启动机组时，汽缸与法兰加热装置投用不当，加热汽量过大或过小。 2.暖机过程中，升速率太快或暖机时间过短。 3.正常停机或滑参数停机时，汽温下降太快。 4.增负荷速度太快。 5.甩负荷后，空负荷或低负荷运行时间过长。 6.汽轮机发生水冲击。 7.正常运行过程中，蒸汽参数变化速度过快。 8.轴位移变化。 机组启动过程中，胀差大的处理方法： 1.检查主蒸汽温度是否过高，必要时联系锅炉运行人员，适当降低主蒸汽温 度。

汽轮机轴向位移、胀差传感器的安装探讨以及异常问题分析归纳

汽轮机轴向位移、胀差传感器的安装探讨以及异常问题分析归 纳 缪水宝 【期刊名称】《《东方汽轮机》》 【年(卷),期】2019(000)003 【总页数】9页(P60-68) 【关键词】轴向位移; 胀差; 安装; 调试; 分析; 建议 【作者】缪水宝 【作者单位】芜湖发电有限责任公司安徽芜湖 241009 【正文语种】中文 【中图分类】TK36; TK268 0 引言 在高参数、大容量汽轮发电机组中，轴向位移和胀差是直接反映汽轮机动静间隙的两项最重要的技术参数，也是两项重要保护。目前，由于许多机组的轴系机械安装零位和监测保护系统的电气零位不统一，经常发生检修后的机组因胀差、位移监测系统传感器的零位锁定不当，使该系统在机组启动后，测量误差较大，甚至无法正常监测和投入保护，只能停机处理。因此，检修后机组的轴向位移、胀差传感器的安装正确与否直接影响机组的正常运行[1]。 汽轮机监测仪表系统Turbine Supervisory Instrumentation（简称TSI）是一种

可靠的连续监测汽轮发电机组转子和汽缸的机械工作参数的多路监控系统，可用于连续显示机组的启停和运行状态，为记录表提供输出信号，并在被测参数超出预置的运行极限时发出报警信号，必要时采取自动停机保护。此外，还能提供用于故障诊断的各种测量数据[2]。其中TSI监测的重要参数就包括对轴向位移和胀差测量、监视。 1 系统简介 1.1 主机系统说明（简称大机） 芜湖发电有限责任公司2台燃煤机组汽轮机采用由东汽制造的N660-25/580/600型超超临界、一次中间再热、单轴、凝汽式汽轮机；汽轮机监测系统（TSI）为德 国EPRO公司的旋转机械监测保护系统，由东汽成套提供，主要由传感器、延伸 电缆、前置器、就地电缆和监测保护系统组成；DCS系统为FOXBORO I/A Series系统。利用DCS实现汽轮机紧急跳闸系统emergency trip system（ETS）功能，用独立的DCS机柜、独立的控制站、I/O卡件冗余配置具有极快的运算速度，有利于机组事故分析、运行管理和检修维护。由TSI输出的轴向位移1/2超 限停机信号、高中压缸胀差超限停机信号以及低压缸胀差超限停机信号分别送至3块FOXBORO FBM219卡件进行“或”逻辑判断后，3块FBM219卡件每块输 出2副DO信号再进行3取2继电器硬逻辑判断后输出ETS跳闸信号。 1.2 给水泵汽轮机系统说明（简称小机） 芜湖发电公司给水泵有 3台，1台30%的电动给水泵，2台50%的汽动给水泵， 给水泵汽轮机为杭汽提供的型号为NK63/71，单缸、单流程、下排汽凝汽式汽轮机，通过联轴器直接带动给水泵运行。额定工况功率9.21 MW，额定转速5 506 r/min；额定进汽压力1.185 MPa；额定排汽压力6.6 kPa。该汽轮机在设计工况运行时，采用双机并列运行，即每台汽动给水泵供给锅炉 50%的额定给水量。每 台给水泵汽轮机轴向位移传感器系统设置两套，以满足重要参数二取一的选择原则。

汽轮机监视系统（TSI）安装调试问题和对策

汽轮机监视系统（TSI）安装调试问题和 对策 摘要：汽轮机监视系统是影响汽轮机组正常运行的重要环节，安装、调试在 整个机组中的比重较少，很多专业人员忽视这一环节，给汽轮机的运行留下了安 全隐患。本文分析当前汽轮机检系统在安装、调试中的常见问题，提出对应的解 决对策，希望能带来帮助，提高人们对TSI系统的重视。 关键词：汽轮机监视系统（TSI）；安装调试问题；解决策略 引言 汽轮机监视系统一般包括各种涡流检测探头、速度式探头、前置器、延长电缆、监视仪表组件等内容，是一种连续检测汽轮发电机组和气缸工作参数的监控 系统，实现机组的运行数据的实施监控，记录仪表盘提供的内容。当数据显示异 常并触发报警系统的时候，系统自动采取停机保护措施，测量故障过程中的各个 数据。一般使用的安全监测系统主要对汽轮机发电机的转速、轴向位移、振动、 键相等内容实时检测，一旦出现异常就会启动报警系统，在濒临危险数值时启用 紧急跳闸停机措施，提高汽轮机的安全性。 1汽轮机监视系统（TSI）安装调试中的常见问题 1.1振动信号干扰 在实际应用汽轮机监测系统的时候，会发现汽轮机的真逗信号频率较高，有 时候会达到临界值触发报警系统甚至有跳闸的风险，降低系统的保护功能。一旦 机组出现跳闸，影响汽轮机的正常运行，增加运行和维护的工作负担，提高设备 损坏的概率，在无形中增加了运行成本。发生这种现象的主要原因是由于TSI系 统出现信号干扰，高电压电缆的敷设走向与信号的振动频率一致，出现了共振情况。想要解决振动信号干扰问题有三个途径，一个是将汽轮机监视设备连接地面，

接地电阻符合设计要求，二是采取屏蔽系统，安装屏蔽电缆、屏蔽线等，三是在系统中合理添加滤波和延时装置，减少过渡的保护机制。在汽轮机中严格按照TSI系统的安装要求，不使用涡流式振动探头，从而减少磁场的信号干扰问题。600MW机组TSI系统运行的过程中测量的数值偏大，主要是因为涡流式探头与发电机的距离过近，探头受到磁场的干扰，导致振动的频率增高，数据不准确。 1.2系统死机现象 在调试监视系统的时候出现了死机的现象，所有参数变为0mA，有可能是因为动态监视板在工作的时候，板件保护温度设置偏低的缘故，当板件的温度超过预定的数值时，触发系统的保护系统，就会出现保护性死机的情况，阻断输出电流。将板件保护温度设置成合理的数值，就能减少保护性死机的情况。 1.3胀差信号紊乱 在安装胀差的时候，要结合使用探头的灵敏度和干扰范围，测量探头的胀差临界点，从而确定探头的安装地位和间隙电压。在安装后进行调试工作，根据监视器现实的参数数值进行调整，确保探头测量的准确数值。 1.4轴向移动错误 在安装轴向移动的时候，要注意汽轮机内部零件的位置，结合中间抽的实际位置和探头的干扰范围，从而确定轴向移动的安装位置和间隙电压。在安装完毕之后进行数据测量，调试轴向的位置，确保数据的准确性。 1.5偏心数值太大 偏心数值一般是中心轴的初始偏心值为核心，如果数据偏差太大，可以采取手动调节盘车的方式，如拉起真空轴盘车、投入轴封保持连续盘车的方式。确保整体机组的稳定性和安全性。要注意的是启动前和停机后连续盘车的时间至少有4个小时。 2汽轮机监视系统（TSI）常用的调试手段 2.1查线

汽轮机轴位移、胀差传感器的零位锁定

汽轮机轴位移、胀差传感器的零位锁定 背景 汽轮机轴位移、胀差是汽轮机运行中需要关注的重要参数。为了精确测量和控制这些参数，需要使用传感器。但是，在使用传感器测量这些参数时，由于受到机组振动和变形的影响，传感器的零位可能会发生漂移。零位漂移会导致测量结果的偏差，因此需要对传感器的零位进行锁定。 汽轮机轴位移传感器和胀差传感器 汽轮机轴位移传感器 汽轮机轴位移传感器是用于测量汽轮机轴向的传感器。轴向是指某一点在轴向上的位移量。汽轮机运行时，由于受到温度和压力等因素的影响，轴向会发生变化，因此需要使用传感器实时测量轴向的位移量。 常用的汽轮机轴位移传感器有光栅传感器和电容传感器。光栅传感器测量原理是利用光电效应将光信号转换成电信号，通过测量光电效应的电信号波形的变化来测量轴向的位移量。电容传感器的测量原理是利用电容的变化来测量轴向的位移量。

胀差传感器 胀差传感器是用于测量汽轮机轮毂和轮缘之间的间隙的传感器。胀 差是指由于温度和压力等因素的影响，轮毂和轮缘之间的间隙发生变 化的量。 常用的胀差传感器有电容传感器和线性变压器传感器。电容传感器 的测量原理是利用电容的变化来测量胀差的量。线性变压器传感器的 测量原理是利用变压器中的线性变化来测量胀差的量。 传感器零位漂移的原因 传感器的零位漂移会影响测量结果的准确性。零位漂移的原因主要 有以下几点： 1.机组振动：汽轮机在运行过程中受到振动的影响，这种振 动可能会导致传感器的零位漂移。 2.机组变形：由于温度和压力等因素的影响，汽轮机在运行 中会发生变形，这种变形可能会导致传感器的零位漂移。 3.传感器老化：随着时间的推移，传感器的性能会发生变化， 这种变化可能会导致传感器的零位漂移。 4.传感器安装位置：传感器的安装位置也可能会影响传感器 的零位。 传感器零位锁定的意义 传感器的零位漂移会影响测量结果的准确性，因此需要对传感器的 零位进行锁定。传感器零位锁定的目的主要有以下几点：

电厂 TSI 测点安装调试及常见故障诊断与处理

电厂 TSI 测点安装调试及常见故障诊断与处理 摘要：随着经济社会的发展，电力系统装机容量也日益增大，TSI系统作为汽轮 机最重要的监测保护系统之一，对TSI系统的依赖性也越来越高，因此TSI系统设备直接影响机组的安全运行。火电机组TSI探头的安装是火电厂热控安装不可或 缺的重要组成部分。本文对安装过程的注意事项做了详细说明。 关键词：TSI探头;安装方法;注意事项 一、探头的安装 1.轴位移安装 汽轮机高中压转子轴位移以高压转子推力间隙的中心为零位，正方向为低压 缸方向为正方向，发电机侧为负方向，即“贴近为正”。 轴位移探头为电涡流传感器，型号为 TQ402，灵敏度 4mV/mm。安装轴位移 探头步骤： 1.1首先让机务人员测定轴向推力间隙。（经上次测量，推力间隙经测量为 0.43mm）。 1.2机务人员用千斤顶将大轴推向工作面（发电机侧推力瓦）。 1.3经监理人员与电建单位确认轴位置无误后，开始安装轴位移探头。 1.4零位电压确定方法：定义零位电压为-9.6V，因为 TQ402 探头的测量的线 性范围为[-17.6V，-1.6V]，量程 4mm，所以取线性电压的中心-9.6V 为零位电压， 则可以保证量程为[-2mm，2mm]。 1.5安装电压确定方法：由于推力间隙的中心为推力零位，对应电压为-9.6V （在 TSI 组态中已定义），将转子顶死在发电机侧推力瓦后，此时的轴位移应为-0.215mm，因此安装电压 为-9.6-4×0.215=-10.46V 1.6调整探头在支架上的位置（用万用表监视间隙电压，间隙电压为前置器上的 O/P 端子和2COM 端子之间的电压）使间隙电压显示-10.46V，然后将轴向位移 探头固定在支架上并锁紧，用铁棒敲击安装支架，如果间隙电压没有变化，即可。 1.7此时 DCS 应显示轴向位移值:-0.215mm。 说明：如果机组是以大轴推向非工作面（低压缸侧推力瓦），那么上述第五 步改为： 安装电压确定方法：由于推力间隙的中心为推力零位，对应电压为-9.6V（在TSI 组态中已定义），将转子顶死在低压缸侧推力瓦后，此时的轴位移应为 0.215mm，因此安装电压为-9.6+4×0.215=-8.74V 2. 高中压转子胀差安装 图1 斜坡胀差安装示意图 A、 B 探头定义如图所示，发电机侧的探头为 A 探头，低压缸侧的探头为 B 探头 2.1 斜坡法测量胀差原理： 2.1.1 如上图，转子相对于固定在轴承箱的探头的实际移动距离是上图直角三 角形中的斜边，但是由于斜坡的存在，可以通过测量直角边（较短的直角边）， 然后通过三角函数的运算得到斜边的长度，即转子水平移动的距离，即斜边=短 直角边×sin8°。斜坡的存在使得量程扩大了 1/sin8°倍。 2.1.2 斜坡测量的方法是通过测量探头与斜坡之间的距离来计算转子轴向移动

汽轮机轴向位移与胀差

汽轮机轴向位移与胀差 汽轮机轴向位移与胀差 (1) 一、汽轮机轴向位移增大的原因 (1) 二、汽轮机轴向位移增大的处理 (1) 三、汽机轴向位移测量失灵的运行对策 (1) 汽轮机的热膨胀和胀差 (2) 相關提問： (2) 1、轴向位移和胀差的概念 (3) 2、轴向位移和胀差产生的原因（影响机组胀差的因素） (3) 使胀差向正值增大的主要因素简述如下： (3) 使胀差向负值增大的主要原因： (4) 正胀差 - 影响因素主要有： (4) 3、轴向位移和胀差的危害 (6) 4、机组启动时胀差变化的分析与控制 (6) 汽封供汽抽真空阶段。 (7) 暖机升速阶段。 (7) 定速和并列带负荷阶段。 (7) 汽轮机推力瓦温度的防控热转贴 (9) 1 润滑油系统异常........................................................... .. (9) 2 轴向位移增大 (9) 3 汽轮机单缸进汽 (10) 4 推力轴承损坏 (10) 5 任意调速汽门门头脱落 (10) 6 旁路系统误动作 (10) 7 结束语 (10) 汽轮机轴向位移与胀差 轴向位移增大原因及处理 一、汽轮机轴向位移增大的原因 1）负荷或蒸汽流量突变； 2）叶片严重结垢； 3）叶片断裂； 4）主、再热蒸汽温度和压力急剧下降； 5）轴封磨损严重，漏汽量增加； 6）发电机转子串动； 7）系统周波变化幅度大； 8）凝汽器真空下降； 9）汽轮机发生水冲击； 10）推力轴承磨损或断油。 二、汽轮机轴向位移增大的处理 1）当轴向位移增大时，应严密监视推力轴承的进、出口油温、推力瓦金属温度、胀差及机组振动情况；

汽轮机胀差及轴向位移

汽轮机胀差及轴向位移 1、轴向位移和胀差的概念。轴位移指的是轴的位移量，而胀差则指的是轴相对于汽缸的相对膨胀量,一般轴向位移变化时其数值较小 轴向位移为正值时，大轴向发电机方向移，若此时汽缸膨胀远小于轴的膨胀,胀差不一定向正值方向变化；如果机组参数不变，负荷稳定，胀差与轴向位移不发生变化。机组启停过程中及蒸汽参数变化时，胀差将会发生变化，由于负荷的变化而轴向位移也一定发生变化。运行中轴向位移变化，必然引起胀差的变化。 汽轮机的转子膨胀大于汽缸膨胀的胀差值称为正胀差，当汽缸膨胀大于转子膨胀时的胀差值称为负胀差。 根据汽缸分类又可分为高差、中差、低I差、低II差。 胀差数值是很重要的运行参数，若胀差超限，则热工保护动作使主机脱扣，避免动静部分发生碰撞，损坏设备。 启动时，一般应用加热装置来控制汽缸的膨胀量，而转子主要依靠汽轮机的进汽温度和流量以及轴封汽的汽温和流量来控制转子的膨胀量。启动时胀差一般向正方向发展。汽轮机在停用时，随着负荷、转速的降低，转子冷却比汽缸快，所以胀差一般向负方向发展，特别是滑参数停机时尤其严重，必须采用汽加热装置向汽缸夹层和法兰通以冷却蒸汽，以免胀差保护动作。 汽轮发电机中，由于蒸汽在动叶中做功，以及隔板汽封间隙中的漏汽等原因，使动叶前后的蒸汽压力有一个压降。这个压降使汽轮机

转子顺着蒸汽流动方向形成一个轴向的推力，从而产生轴向位移。如果轴向位移大于汽轮机动静部分的最小间隙就会使汽轮机静、转子相碰而损坏。轴向位移增大，会使推力瓦温度开高，乌金烧毁，机组还会出现剧烈振动，故必须紧急停机，否则将带来严重后果。汽轮机3号轴承处安装有1号胀差探测器 汽轮机4号轴承处安装有2号胀差探测器 差胀保护是指汽轮机转子和汽缸之间的相对膨胀差。在机组启、停过程中，由于转子相对汽缸来说很小，热容量小，温度变化快，膨胀速度快。若不采取措施加以控制升温速度，将使机组转子与汽缸摩擦造成损坏。故运行中差胀不能超过允许值。汽轮机转子停止转动后，负胀差有可能会更加发展，因此应当维持一定温度的轴封蒸汽，以免造成恶果。 2、轴向位移和胀差产生的原因（影响机组胀差的因素） 使胀差向正值增大的主要因素简述如下： 1）启动时暖机时间太短，升速太快或升负荷太快。 2）汽缸夹层、法兰加热装置的加热汽温太低或流量较低，引起汽加热的作用较弱。 3）滑销系统或轴承台板的滑动性能差，易卡涩，汽缸胀不出。 4）轴封汽温度过高或轴封供汽量过大，引起轴颈过份伸长。 5）机组启动时，进汽压力、温度、流量等参数过高。 6）推力轴承工作面、非工作面受力增大并磨损，轴向位移增大。

轴向位移监测的安装及调试

轴向位移监测的安装及调试 工业技术SCIENCE&TECHNOLOGY.盛圆 轴向位移监测的安装及调试① 王森 (河北省电力建设第--T程公司石家庄050018) 摘要:本文将要说明轴向位移监测系统在安蓑时要考虑的重要问题,这些问题包括:(1)冷活动区和热活动区的概念.(2)前置器型传赢 器系统的线性区与大轴可能的变化范围的关系.并简要介绍了轴向位移监测秉统对机组安全运行的重要性,并对其在安装.调试,运行 阶段进行了分析,使轴向位移监洲更好的服务于机组的安全,稳定的运行. 关键词:冷活动区热活动区仪表设定点 中图分类号:TH82文献标识码:A文章编号:1672—379i(2oxo)os(a)一009l一03 汽机在起停和运转中,转子要受到向 前(即向汽机机头侧)或向后(即向发电机 侧)的轴向推力作用,这个推力由推力轴承 来承担.推力轴承由固定在主轴上的推力 盘,以及两侧由青铜或钢制成的工作面(发 电机侧)推力瓦块和非工作面(机头侧)推力 瓦块组成.推力瓦块上浇有乌金,一般厚度 为1.5ram.在正常情况下,转子的轴向推力 经推力盘传到工作面推力瓦上,它们之间 摩擦产生的热由润滑油产生的油膜进行冷 却.若转子轴向推力过大或油温过高时,油 膜被破坏,推力瓦块乌金将烧熔,转子就会 向后窜动.在汽机起动和增负荷过程中或 其他工况时,由于推力盘和工作面推力瓦 块后的轴承座,垫片瓦架等发生弹性变

形,也会引起轴向位移.当机组突然甩负荷时,会出现反向推力,转子会向前窜动.汽 机转子向前或向后窜动的"量",用轴向位移装置来监视和保护.轴向位移监测是汽机最重要的保护系统之一,机械故障可带来灾难性后果,推力轴承故障和性能的变坏只有很少的征兆,并能在很短的时间内毁坏整个机器.所幸的是轴向位移保护系统所需的测量技术非常简单,可是如果安装不正确,整个监测系统将失去作用. 1冷活动区和热活动区 推力轴承间隙中推力盘在通常情况下 可以移动的范围叫做冷活动区.测量"冷" 活动区时(见图1)要在冷态(外界温度)和停机的情况下进行.在满负荷和工作转速的情况下,冷活动区是要增大的.这个变化是由于高负荷(工作负荷)作用在推力轴承上产生的.影响活动区的其他因素还有热膨胀,推力轴承组件的弹性形变,推力盘形变和油膜压缩.因此,当机械在满负荷情况下运行时就会产生一个"热"活动区,通常热活动区要比冷活动区要大许多.在图l所示的例子中,冷活动区是16mils(O.4ram),探头间隙为42到58mils,其相应的前置器输出, ,I Il I It