汽輪機軸系振動監測系統防干擾應用分析

摘 要：在對汽輪機的軸系振動進行信號監測的過程中，容易受到外界因素的干擾，那么為了使汽輪機本體能夠安全穩定的運行，就要排除外界因素的干擾。文章對干擾汽輪機軸系振動監測系統的因素進行了分析，然后提出了防干擾的措施。

關鍵詞：汽輪機軸系；振動監測系統；防干擾

前言

在汽輪機運行的過程中，勢必會發生振動，那么通過對振動指標的監測可以對汽輪機的運行狀況進行分析。自從汽輪機問世以來，針對于汽輪機的振動監測以及故障診斷和處理等技術就隨之而產生了，通過對汽輪機運行中的振動信號進行監測，可以對汽輪機的運行狀態做出分析，從而對運行的穩定性和可靠指標進行評價分析，可以極早的發現故障，及時處理，將事故控制在最小范圍內。通過監測系統的運行，既可以向DCS數據采集系統提供各種參數，同時又可以向保護系統傳遞信號，以便發出跳閘信號，所以說軸系振動監測系統具有非常重要的意義。

軸系振動監測系統可以對汽輪機運行中由外界沖擊帶來的振動進行故障分析，分析產生這種振動的原因，這種振動沖擊對汽輪機造成的損傷程度等，可以對各項指標提供準確的參數，為汽輪機的安全穩定運行提供基礎的保障。

1 汽輪機軸系振動監測系統概述

1.1 汽輪機軸系振動監測系統的基本運行原理

監測系統是對汽輪機的運行進行實時在線監測，對于軸系的運行狀況進行檢測分析，并且還將大軸的膨脹和位移等因素進行監測。在監測的過程中，如果汽輪機運行的振動和脹差等幅度超出了規定的閾值時，就會發出聲光報警，與此同時，還會將通道扭振前后的數據進行詳細的記錄，然后對振動的響應和安全進行分析。分析過程包括故障形式判定、軸系溫度狀態確定、軸系材料特性預調、機械力矩及電磁力矩合成、振動模型仿真和應力損傷分析等。其中振動響應的準確程度是由實測振動信號進行自適應在線調整來加以保證的，軸系兩端實測值與計算值的偏差作為反饋，經參數辯識可得正確的響應模型。

1.2 汽輪機軸系振動監測系統的特點

汽輪機軸系振動監測系統主要具有如下幾個方面的特點：第一，在監測的過程中，使用的是全程式的多微機自動監測，智能化程度高，監測效果精確可靠，并且具有較強的抗干擾能力，測量后的結果通過微機顯現，直觀形象；第二，對于振動部分進行的數據采集，效率非常高，可以對數據進行自動處理，并且在這個過程中可以自動消除干擾；第三，振動響應模型具有良好的參數預調和自適應特性；第四，采用雨流法簡化載荷歷程、循環計數、局部應力應變及疲勞損傷分析準確性高；第五，監測后的數據將會得到妥善的保存，并且可以重復利用，在后期使用中，可以從數據管理系統中調取相應的數據進行分析；第六，系統的自動化程度高，在監測的過程中系統即將全部的操作都執行完畢，不需要人員的介入，提高了工作效率，并且減少了人為誤操作的幾率。

2 汽輪機軸系的干擾因素剖析

汽輪機軸系的干擾因素可以概括歸納為人為因素、機器因素兩個方面的干擾。其中人為因素多表現為人員現場經驗不足，考慮不夠周全以及電纜敷設走向不合理、不規范等；機器因素主要表現為軸系設備接地，其中包括現場電纜接地、信號電纜屏蔽多點接地、TSI軸系設備內部接地、軸系設備機柜處電纜屏蔽接地以及探頭延伸電纜外皮接地等。以下就分別對汽輪機軸系的干擾因素的確認進行說明。

（1）現場電纜接地。將每個通道至就地電纜接線甩開，用搖表測電纜對地絕緣，檢查有無接地現象；（2）探頭延伸電纜外皮接地。利用停機機會，檢查延伸電纜外觀情況，做好絕緣包扎，重新固定延伸電纜，改變電纜走向，檢測電纜外皮有無接地現象；（3）電纜敷設走向不合理、不規范。檢查電纜走向，下面或周圍是否有動力電纜存在；（4）軸系框架設備、機柜接地。檢查框架設備及機柜接地情況；（5）TSI軸系設備內部接地。測試TSI各接地端接地情況；（6）軸系設備機柜處電纜屏蔽接地。檢查每個通道電纜屏蔽焊接情況，接地是否牢固可靠，檢查接地情況；（7）軸系設備附近存在大的干擾源。調歷史趨勢，設備受到干擾時，是否有相關設備正在啟停；（8）前置器外殼接地。現場檢查測試每個前置器，檢測是否存在接地情況。

3 汽輪機軸系振動監測系統的防干擾應用分析

3.1 探頭延伸電纜外皮接地干擾的處理

利用此監測系統對延伸電纜的接頭部位進行處理。在電纜接頭部位的熱縮管在長期的使用過程中，容易發生老化和松動的現象，而且還會發生延伸電纜的接頭和機體的金屬部位接觸，嚴重的影響到汽輪機的運行。在對此種現象進行處理時，可以將舊的熱縮管剪掉，然后清除接頭內的污物，在清理干凈后，換取新的熱縮管對電纜接頭進行縮封，然后在其外部用絕緣帶纏繞，防止在潤滑油的作用下老化。對于延伸電纜的外觀進行檢測，看是否有劃痕和磨損的部位，如果發現，要及時處理，防止擴大。最后將探頭電纜進行重新的固定，防止在使用的過程中因為振動或者其他原因而將絕緣帶磨損，造成再次的接地現象。在進行固定的時候，要充分的考慮固定的位置不要離高溫和振動的地方太近，避免對電纜造成損壞。

3.2 軸系設備附近存在大的干擾源的處理

首先對TSI系統監測參數值報警原因進行現場深入分析排查，通過分析歷史站趨勢數據及做大量的干擾試驗，在排除監測參數實際越限報警，確定是TSI系統存在干擾的情況下。利用汽輪機軸系振動監測系統確定干擾源是否主要來自安全門保護上線圈失電時產生的長時間繼電器接點拉弧干擾和當操作凝結水再循環到除氧器電動門時干擾。通過檢查凝結水再循環到除氧器電動門電纜走向發現其動力電纜與TSI電纜相距很近，組織人員重新布置電纜，遠離TSI電纜。根據安全門控制回路的實際情況，對安全門控制回路進行了改造，消除接點拉弧現象。

3.3 軸系設備、機柜接地干擾的處理

用多種方法測量機柜接地情況，如果發現機柜與相鄰的繼電器柜相連，而且測定的電阻值非常小的話，說明軸系設備與固定機柜的槽鋼相通。采用環氧樹脂板將機柜與繼電器柜隔開，在TSI機柜底部墊絕緣膠皮將機柜與槽鋼，隔開。在軸系設備底部墊絕緣膠皮與機柜隔開，然后用搖表對機柜與槽鋼、機柜與繼電器柜、TSI裝置與TSI機柜的絕緣狀況進行測量，看其是否符合單端接地的要求。

3.4 TSI軸系設備內部接地干擾的處理

利用汽輪機軸系振動監測系統對每個通道接地端進行檢測，檢查每塊板件的接地端與汽輪機軸系框架的接地端是否相連通，檢測各通道的電纜屏蔽是否接地和處于懸浮狀態以及是否符合電纜屏蔽單端接地的要求。

4 結束語

在汽輪機運行的過程中，軸系振動是不可避免的，而軸系振動監測系統實現了在線監測，對軸系振動的干擾因素進行分析，從而可以采取科學的方法有效的將干擾因素排除，有利于汽輪機的安全穩定運行。隨著科學技術的不斷發展，對于汽輪機軸系振動的監測技術還會不斷的進步，對汽輪機的安全穩定運行提供更加可靠的保障，為工業發展奠定堅實的基礎。

參考文獻

[1]李宏斌.汽輪機軸系振動在線監測與故障診斷系統[J].汽輪機技術，2007（11）.

[2]張君.小波分析技術在汽輪機故障診斷中的應用[J].動力工程，2008（9）.

[3]徐世昌.旋轉機械振動故障的模糊診斷[J].動力工程，2006（6）.