電廠TSI安裝調試及常見問題處理

羅瑩瑩

摘 要： 汽輪機安全監視系統（TSI）是電廠最為重要的組成，在電力生產、輸送中發揮不可替代的作用。本文主要對電廠TSI的安裝及調試進行探討，并分析并處理常見的問題，以期為機組汽輪機熱工儀表安裝提供一定參考。

關鍵詞： 電廠機組；TSI；安裝調試；常見問題

當前，隨著電力需求的不斷增加，電廠汽輪機組容量也相應擴大，運行參數要求也不斷提高，整個熱力系統越發復雜，同時汽輪機及其配套設備需監測參數及保護項也大大增加。為確保汽輪機組的安全、穩定運行，須對其重要參數進行嚴密、持續的監視[1]。TSI的應用，可連續、動態地監測汽輪機各項運行參數，比如：轉速、軸振、脹差等，當這些參數超出額定極限值時，會做出相應的保護動作，保障機組設備安全。現筆者結合自身工作經驗對TSI安裝調試及此過程中常見問題進行探討。

1.TSI的安裝與調試

1.1軸向位移傳感器

在安裝軸向位移探頭之前，須仔細檢查，確保探頭完好、無損傷，然后進行性能測試。具體操作：把兩個探頭裝在位移測試臺上，然后將各個傳感器接線與對應輸入端相連，應用百分表測定位移值，再用萬用表測定對應位移值的模擬量輸出和報警、停機等輸出情況，以保證探頭性能完好[2]。測試完成后進行安裝，將兩個軸向位移傳感器探頭裝置在2號軸承處，位于大軸同側，探頭向低壓缸。大軸相對汽缸設計零點作為止推軸承靠于運行瓦面作為大軸零位，同時把轉子膨脹向視作軸向位移正向。安裝前，先要將大軸推至機械零位，再依照規定流程、技術標準安裝，將兩個軸向位移探頭，固定裝在軸位移支架上。然后進行調試，兩個探頭同步安裝位距離軸上止推法蘭必須控制305.0mm內，倘若過大，會因熱膨脹存在間隙，無法準確測定軸上法蘭和止推軸承的間隙。

1.2高、低壓缸脹差傳感器

電廠汽輪機在啟、停過程中，由于轉子與汽缸的熱交換條件不同，使得它們你在膨脹和收縮時出現差別，這些差別稱為汽輪機轉子和汽缸的相對膨脹差，簡稱脹差。TSI系統中的高、低壓缸脹差探頭均朝發電機方向裝置的，應讓高、低壓缸脹差探頭測量控制在線性范圍內，依照探頭線性中點及量程（-2～10mm）予以定位。將百分表頂在傳感器支架上合適的地方（要能隨手輪調節前后移動），根據量程調節百分表，定零。對于探頭零位安裝電壓通過該式算出：安裝電壓=線性中點電壓-探頭靈敏度X4。把轉子膨脹方向視為脹差正向。

1.3絕對熱膨脹傳感器

在掌握汽輪機汽缸的膨脹及脹差基礎上，就能夠確定轉子與汽缸膨脹率。將LVDT傳感器鐵芯和汽缸相連，在膨脹時，鐵芯會發生運動，并發出比例特性的電信號，然后輸到測量板件行線性處理，會顯示輸出信號。在進行安裝時，需要在機組冷態下將兩只熱膨脹傳感器牢穩妥裝在熱膨脹支架上，以傳感器指針所指“零”作為零點位。

1.4轉速探頭

轉速值主要用于反映汽輪機組開啟、停機及運行時的參數。零轉速則是預先設定的軸旋轉速，當汽輪機需停運時，讓其轉速快速達到零轉速點，作出繼電器觸點動作，讓盤車齒輪嚙合，讓轉軸持續慢速運行，以免彎曲。轉速探頭通常安裝在距離距齒端0.8～1.0mm處（如圖3），在安裝時可應用塞尺測量。其中，轉速測量范圍為0～5 000rpm；零轉速為4rpm以內；轉速報警值設定為3240rpm。用該式算出轉速：（脈沖頻率/齒數）X60rpm。

實際上，轉速信號仿真原理與振動是相同的，不同在于前者是基于調整信號發生器的交流電壓頻率輸出模擬實際轉速的。可通過以下公式算出頻率調整量：

Hz= Rpm×N

其中，Hz表示所要顯示的頻率值；Rpm表示每1min的轉速；N表示被測齒輪盤齒數。

例如：某電站汽輪機超速保護定值是3300 r/min，齒輪盤齒數是88，那么所要顯示頻率值就是：

Hz= 50×88=4. 4kHz

同時，信號發生器的交流電壓所增加的值是依照組態內門檻電壓設定的，只需要高于門檻電壓就可以。

1.5大軸偏心傳感器

偏心度測量主要為監視大軸彎曲情況，一般應用偏心探頭及鍵相探頭一同完成。偏心探頭安裝在偏心支架上，零點應設定在前置器電壓是-12V DC處。汽輪機組偏心測量范圍設定在0～100μm；報警原始值為30μm。

鍵相探頭安裝間隙空在0.8～1.0mm，在安裝時，不得正對槽位。其安裝調試如圖1。

1.6軸承振動傳感器

渦流傳感器與前置器形成一個振蕩器，振幅隨著傳感器探頭與金屬被測物的接近而衰減，衰減的幅度與傳感器和被測物之間的距離成正比。使用渦流傳感器的輸出測量軸徑向的相對振動，信號由一個與靜態間隙成正比的靜態分量和一個與軸振動成正比的動態分量疊加而成。將探頭分別裝置在1～6號軸承處，每處安裝兩個，且互成90°，與軸承垂直，探頭和水平向成45°夾角，分別監測橫縱兩向的振動。對于安裝間隙電壓需要根據傳感器輸出特性曲線形成的線形中點位確定，通常在-9.75V或1.2mm左右。

通過調整頻率信號直流電壓的幅值能仿真汽輪機軸系振動幅度，如此就能夠定量模擬出某一個振動的報警、保護兩個值。可通過此公式來算出直流電壓調整量：

△V= L× Lv

其中，△V表示所要增加的直流電壓值（mV）；L表示振動幅值（μm）；LV表示單位振動幅值對應的電壓值（mV/μm）。

譬如：某一臺汽輪機給水泵2號瓦X向軸振動保護值設定為100μm，單位振動幅值對應的電壓值是8mV/μm（已經設好模件組態）。可以算出，V=100×8=800mV，將直流電壓調到0.8V時，就能夠有效模擬出100μm保護動作值。

1.7瓦振探頭

用電動式速度傳感器測量軸承振動。安裝在軸瓦上的傳感器與軸瓦的絕對振動成正比。

2.TSI安裝調試中常見的問題

2.1軸向位移測試不準

在軸向位移安裝后進行調試，發現不準，應及時進行調整。在安裝時注意機械零位的確定，然后再根據大軸的實際位置和探頭的靈敏度確定安裝間隙電壓。再根據實際情況調整相應監視器的參數設置，保證盡可能地正確測量與顯示。

2.2高、低壓缸脹差偏離零位

高、低壓缸脹差探頭安裝后，發現高、低壓缸脹差和零位有所偏離，對現場進行調查，發現低壓缸存在輕度過熱，但高壓缸差漲偏離過大，屬于異常情況。原因可能是探頭安裝不緊固，松動引起；大軸零位發生移動。通過檢查，對高壓缸脹差探頭安裝位進行調整，重新調回到安裝零位后，高壓缸脹差恢復到正常值。

2.4振動信號干擾

在實際運行中，通常會出現汽輪機振動信號劇烈波動，峰值高達報警值甚至達到跳閘值，進而導致汽輪機的保護裝置誤動、機組跳閘，直接影響到整個機組的穩定運行， 使運行和維護負擔增大，也使運行成本及設備損壞性增大。原因在于TSI系統運行使會受振動信號干擾，或高電壓電機啟停，或高電壓電纜鋪設走向和振動信號線保持一致。可通過以下方法進行解決：（1）絕對保證TSI系統有效接地，且接地電阻必須設計標準要求；（2）應用屏蔽性能良好的電纜、線進行接地；（3）TSI系統適當增加濾波和延時，以減少保護誤動發生率。就是要嚴格依照TSI安裝標準進行接線，盡量不用渦流式振動探頭，以便減少磁場信號產生的干擾。

3.結語

總之，TSI安裝和調試是一個系統工程，為保證TSI系統的穩定、安全、有效運行，需要在掌握相關探頭及配件性能基礎上，結合電廠機組容量、設計要求，嚴格依照程序進行安裝，進而對電廠汽輪機組進行安全、有效監測和保護。■

參考文獻

[1]胡歡，徐肇熙.電渦流傳感器的原理及在電廠TSI系統中的應用[J].寶鋼技術，2015，（05）：62-66.

[2]馮燈.海南核電TSI、TDM系統的安裝與調試[J].設備管理與維修，2015，（S2）：142-144.