常規汽輪機TSI振動測量保護邏輯組合方式探討以及保護邏輯組合方法研究

【摘要】本文主要是對我國目前火電廠使用的一些常規汽輪機的監視儀表（TSI）振動測量保護邏輯和組合方式進行探討，并對此提出了改進措施。希望日后相關的工作人員在對此進行改造時，該文章能夠對此起到參考作用。讓我國以后該系統的運行更加安全和可靠，且對相關企業和部門經濟效益的提升有很大的幫助。

【關鍵詞】汽輪機；TSI；振動測量；保護邏輯；組合方式

我國的火電廠汽輪機的保護系統主要是TSI系統，該保護系統可以說是最重要的測量設備。其系統運行的原則是：當汽輪機軸系機械系統發生故障時，該保護控制系統可以在合適的時機對汽輪機發出停止運行的指令，確保未發生安全故障機組的正常運行以及其安全。要設計一個合理的TSI測量信號保護邏輯組合方式，這個設計要做到既可以有效的阻止和糾正錯誤動作，還要確保其準確性和可靠性，要避免或減少錯誤的信號輸出。目前我國絕大多數的發電廠都未對保護邏輯的原始程序進行修改，因為在技術不過關的前提下，隨便修改很容易對機組帶來不必要的安全風險，但依然有少數的電廠根據自身的需要有對保護邏輯組合方式進行重新設置。

1.汽輪機監測保護系統概述

TSI保護系統主要是由以下兩個子系統組成。一是信號報警系統，二是保護控制系統。對于汽輪機來說，這兩個子系統是保證其安全運行的重要設備。并且目前我國的機組容量正在不斷的加大，對于這種現狀，其安全監視和保護措施就更加顯得重要了。而且隨著相關企業和部門的要求，對汽輪機保護裝置的準確性和可靠性也是要求更高了。對于汽輪機保護系統的設計，與汽輪機在運行過程中主軸和軸承的振動狀況有很大的關系，主要就是針對這兩個部位設計的。當然在設計的過程中，還要考慮到大軸的彎曲狀況。任何一點失誤，都會最終導致保護系統的癱瘓。TSI保護系統除了由上述的兩個子系統組成外，其核心組件就是偏心監視組件、速度監視組件和振動監視組件這三種組件。但這三種組件可以因為用戶的需要來進行相應的改變，以便以適應用戶的需求。在這三種組件中，監視振動組件與偏心監視組件一般都與渦流傳感器配合著使用，主要用來對主軸的振動狀況進行監視。而另外的速度監視組件通常與電磁式傳感器配合著使用，主要用來對軸瓦的振動情況進行監視。

2.TSI測量的機理與邏輯組合方式

TSI振動測量主要是對汽輪機的轉速、轉子偏心、缸體絕對膨脹、轉子相對膨脹和軸承絕對振動等進行測量與保護。[1]對汽輪機轉速的測量為重點測量對象，且對它的測量也與其它部位的測量有些不同。其主要原因是因為我國目前絕大多數的機組都自身攜帶著數字式電液控制系統，這個系統也可以對汽輪機的轉速進行測量。在這種情況，我們再使用TSI對其進行保護，可以起到雙重防護的效果。并且在事故發生的第一時間，TSI還可以直接通過保護信號開啟電磁閥，然后泄去抗燃油并關閉主汽閥，讓發生故障的汽輪機快速停止運轉。與汽輪機的運轉相比，偏心、軸位移和相對膨脹的保護邏輯組合方式則相對較簡單，因為它們都是一個獨立的系統。與此同時，我們對轉子的相對振動與軸承的絕對振動這兩種測量還必須要進行相應的保護邏輯組合。采用了這種方式以后，最大的好處就是可以降低汽輪機安裝和檢測的難度。而且在進行保護邏輯組合時，軸承的絕對振動我們主要是采用垂直分布的方式。

3.對影響振動幾點問題的分析與研究

汽輪機的進行前期安裝和后期檢修對其振動的影響非常大。根據相關的資料和我們的現場實踐可知，很多情況下，汽輪機的振動過大都與安裝和檢修的不當有很大的關系。從某種意義上來說，振動過大就是由安裝和檢修的不合理直接引起的。[2]但從一個相反的角度來說，正確的安裝與合理的檢修可以降低汽輪機的振動，有積極的作用。所以，我們要想降低安全事故率，在系統最初的安裝和調試過程中，對測量傳感器和支架的安裝一定要做到合理且準確。要力求系統的測量線路連接規范，還要讓相關的參數都設置正常，要避免失誤的出現。對于這點，這就需要我們的工作人員在進行安裝和調試時一定要認真做好相應的記錄，做到事故出現能夠有據可查。下面本文將總結出了以下幾個對機組振動有明顯影響因素。[3]

3.1軸承標高

汽輪機與發電機的轉子都是由兩端的軸承支撐的。如果當初的工作人員在進行安裝時，因為不細心等原因導致軸承兩端的標高不在同一高度的話，就會使兩端軸承負荷的分配不均勻。這種現象就會導致負荷較輕的一邊軸瓦內不能形成完好的油膜，進而誘發汽輪機機組的自激振動等現象產生。反之，軸承負荷較重的一端。會因為摩擦過大，導致軸瓦烏金溫度偏高，一旦這個溫度達到一定的高度后，碾瓦現象就會相距產生，進而引發機組的振動。因此，為了避免這種現象的產生，我們進行汽輪機的安裝和檢修時，一定要根據制造廠家的建議以及各廠的實際情況認真的調整軸承標高。[4]

3.2機組中心

嚴格的來說，我們所指的機組中心應包括轉子的同心度和各軸承的標高等系統。影響汽輪機振動的因素除了上面我們所講述的關于軸承標高這個問題以外，以下兩個方面的影響也是非常巨大的。第一是若轉子的同心度偏差過大，會引起汽輪機的振動。因為轉子的同心度偏大會導致汽流激振等現象的產生。第二就是若碰磨發生在轉軸處，同樣也會引起汽輪機的振動，因為在轉抽處的碰磨過激烈會導致轉子發生熱彎曲進而引起強迫振動。我們在進行汽輪機的安裝時，在機組中心這方面，我們除了要注意上述的問題外。合理的解決好軸頸、螺絲孔等的同心問題也是相當重要的，因為這些問題為直接引發激振力。且若它們沒有在安裝時處理好，轉子在旋轉時還會產生預載荷等現象，進而導致汽輪機無法正常運行。還有一點就是，軸承自身的特性也對機組的振動有很大的影響，例如軸瓦緊力和連接剛度等。其中軸瓦緊力對軸承穩定性的影響還是相當巨大的，它的穩定性太差和直接與外界因素相結合進而導致機組振動的超標，對汽輪機的正常工作造成影響。[5]

3.3滑銷系統

通過相應的物理原理我們可以知道，任何材料在受熱后都或多或少的會發生膨脹現象。當然，汽輪機也不例外，當機組的工作量超過理論負荷后，就會因為受熱后產生膨脹。但是，當汽輪機受熱膨脹后，我們又不能讓其自由膨脹，必須采用相應的措施對其進行阻止。在這時，滑銷系統就會發生相應的物理變化，進而讓機組的正常膨脹受阻，進而引起汽輪機較大的振動。嚴重時甚至會導致汽輪機不能開機或者靜碰磨的產生，讓更大的破壞發生，對企業造成更大的經濟損失。通過上述的分析我們可以得知，自由膨脹的危害是非常的巨大。所以，這點我們在檢修和安裝的期間一定要重點防范，盡力的防止這種現象發生。

4.結語

本文章主要是通過對TSI振動測量現存的一些問題進行了分析，進而合理的提出了一些相應的改進措施。通過上文的分析我們可以得知，汽輪機不合理的振動對汽輪機本身的危害是相當巨大的，在這種現狀下，TSI保護系統就非常重要。所以，今后的工作人員對TSI系統的維護就要相當的認真。防止意外的發生，減少企業的經濟損失。 [科]

【參考文獻】

［１］趙松烈，賀賢峰，何彥君，丁俊宏．北侖電廠三期工程DCS設計和組態[J]．電力建設，2010（0２）．

［２］孫長生，蔣健，劉衛國，丁俊宏，王蕙.浙江省火電廠鍋爐汽包水位測量問題分析及改進[J].電力建設，2010（10）．

［３］郭志軍.TSI系統可靠性探討[J].科技傳播，2012（09）．

［４］高玉翠，孫奕奇.汽輪機主輔機狀態監測系統的研究與設計[J].信息技術與信息化，2011（01）．

［５］高玉翠，孫奕奇.汽輪機主輔機狀態監測系統的數據分析[J].山東科學，2010（06）．