600MW機組TSI系統探頭測量技術原理及安裝方法

羅穎

摘 要：汽輪機TSI系統即汽輪機安全監測系統，作為現代化電廠汽輪機保護的重要監測工具，通過連續監測汽輪機本體重要參數。本文詳細介紹了bently3500系列的TSI系統探頭的測量原理、安裝方法以及常規檢查方法。

關鍵詞：TSI；探頭；測量技術原理；安裝方法

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A

0.前言

我廠DCS由愛默生公司提供的OVATION分散控制系統。主機采用bently3500系列的TSI系統，TSI即汽輪機安全監測系統，作為現代化電廠汽輪機保護的重要監測工具，通過連續監測汽輪機本體重要參數，例如：軸向位移、大軸振動、軸承振動、熱膨脹等，實時為運行人員提供機組信息，指導操作；并在機組發生嚴重故障時輸出停機信號送至ETS系統迅速遮斷汽輪機，避免造成更大的事故，但其本身并不提供任何保護，只起到監測作用。

1.系統組成

TSI系統由傳感器（探頭），延長電纜，前置器，電源/信號電纜，I/O卡件，3500框架等組成。

1.1 測量回路

TSI監視參數典型測量回路如圖1所示。

使用延長電纜時，3500系統有5m和9m兩種規格，相應構成了5m和9m系統。使用5m延長電纜，必須使用對應5m系統的前置器，使用9m延長電纜，必須使用對應9m系統的前置器。

1.2 3500 TSI系統框架結構

3500 TSI系統包括A、B兩個框架。每個框架可以測量不同的參數，由于3500系列框架安裝比較靈活，隨意性較大，如何安裝完全根據習慣和需要進行。

A框架由兩塊半高3500/15模件（電源轉換模件）、一塊3500/20模件（框架接口模件）、7塊3500/42模件（振動模件）、3塊3500/53模件（轉速模件），2塊3500/32模件（繼電器模件）、1塊半高3500/25模件（鍵相模件）、1塊3500/92模件（通信模件）組成。3500/15和3500/20模件是3500系列TSI裝置的框架標準配置模件，其他模件可根據需要進行組態使用。3500/15模件進行電源轉換，將220V AC電壓轉換為24V DC電壓，供給各A框架所需工作電源。3500/20模件支持RS232/422通信接口，用于和上位機進行通信連接，并提供了一個組態鑰匙開關和框架復位按鈕。第15插槽為3500/92模件，它是整個框架的網關。通過設置IP地址和子網掩碼，實現和TDM系統進行通信，將I/O卡件采集進來的軸承振動、瓦振、鍵相的間隙電壓值送入TDM系統。

B框架由兩塊半高3500/15模件（電源轉換模件）、一塊3500/20模件（框架接口模件）、3塊3500/53模件（轉速模件），一塊3500/50模件（零轉速模件）、2塊3500/45模件（軸位移、差脹和缸脹模件）、2塊3500/32模件（繼電器模件）、1塊3500/92模件（通信模件）組成。

3.探頭類型及工作原理

TSI系統其監測數據包括：鍵相（1個測點）、軸向位移（3個測點）、偏心（1個測點）、軸振（16個測點）、軸承振動（即蓋振8個測點）、轉速（5個測點）、脹差（兩個測點）、熱膨脹（兩個測點）。主機使用的探頭有：

3.1 電渦流傳感器：用于測量主機軸向位移、軸振、鍵相、偏心、脹差、轉速的測量，共有8mm、11mm、50mm三種，監測卡件分別為：3500/25、3500/42M、3500/45；其靈敏度分別為：7.87V/mm、3.94V/mm、394±8mV/mm；除了主機軸向位移采用11mm，脹差采用50mm外，其余均采用8mm探頭，這些傳感器需要配合前置器進行測量，但50mm探頭的前置器和探頭整合在一起。

3.2 9200速度傳感器：用于測量主機軸承振動（即蓋振），它不需要前置器，垂直安裝于被測面，其監測卡件為：3500/45，如圖2所示。

3.3 LVDT線性可變差動互感器，用于測量主機機殼熱膨脹，不需要前置器；其監測卡件為：3500/45，如圖3所示。

4.探頭的檢查、安裝

4.1 探頭及測量配件的檢查

4.1.1外觀檢查，電纜破損嚴重的應考慮更換備件；電纜輕微破損的，用熱縮管包扎處理。

4.1.2前置器檢查，對電纜接口損壞失去彈性的應更換備件，防止機組運行時信號線松動，引起測量不準確。

4.1.3記錄探頭、前置器的型號P/N、序列號S/N，待送至中試所校驗。

4.1.4探頭安裝前須測量其線圈電阻值，確認安裝前探頭正常。線圈電阻值檢查基本要求如下，若不滿足以下要求，阻值過大或過小則考慮探頭可能損壞（正常值7.59±0.50Ω），需要更換。

4.1.5探頭的金屬插頭與金屬外套管絕緣值檢查，要求大于500M。

4.2探頭安裝

4.2.1主機振動探頭的安裝

每個軸承處安裝兩只互成90°，垂直于軸承，探頭與水平方向的夾角為45°，分別測量X、Y方向上的振動；間隙電壓按-11.0VDC安裝，安裝時，用萬用表打至直流電壓檔，實時測量前置器的COM口與OUT口，將探頭穩定安裝在-11.0VDC值。

2.4.2主機軸向位移的安裝

安裝前聯系汽機專業將軸推至零位，探頭按0值安裝；軸向位移的正方向與低壓缸脹差一致，轉子靠近探頭（發電機側）為正，與高中壓缸脹差相反。

4.2.3主機轉速探頭的安裝

安裝間隙為1.0mm。將探頭穩定安裝在探頭與齒輪間隙為1.0mm位置，用1.0厚的塞尺平行滑過間隙，感覺有緊壓感但可順暢滑過。

結論

TSI系統是火電機組非常重要的系統，它的任何一個故障都有可能直接影響機組的安全穩定運行，我們必須仔細處理它的每一次故障，并總結經驗，使我們的TSI系統更加可靠。這就必須要熟練掌握TSI系統探頭測量技術原理及安裝方法，以便于我們分析日常維護中出現的任何問題，確保機組的經濟安全運行。

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