汽轮机轴位移、胀差传感器的零位锁定

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1、汽轮机轴位移、胀差传感器的零位锁定一、前言 汽轮机监测系统（Turbine Supervisory Instrumentation）简称TSI，是一种可靠的能连续不断地测量汽轮机发电机转子和汽缸的机械工作参数的监控系统，可用于显示机组的运行状况，提供输出信号给记录仪；并在超过设定的运行极限时发出报警。另外，还能提供使汽机自动停机以及用于故障诊断的测量。在全球众多TSI设备的制造厂家中，美国本特利·内华达公司（Bently Nevada）在该领域的不断发展与创新以及其在旋转和往复式机械中保护和管理的丰富经验使其在汽轮机行业尤其是中国的汽轮机市场一直占有重要

2、份额。〔关键词〕汽轮机胀差轴位移零位锁定　　在高参数，大容量汽轮发电机组中，轴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。如果轴系机械安装零位和监测保护系统的电气零位不统一，会发生因胀差、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的严重事故。因此，机组的轴位移、胀差传感器的零位锁定是直接影响机组启动后，胀差、位移监测系统能否正确反映汽轮机组的动静间隙，从而可靠投入保护的一项重要工作。1胀差、位移监测系统的测量原理胀差、位移监测系统都是利用电涡流传感器的输出电压与其被测金

3、属表面的垂直距离在一定范围内成正比的关系，将位移信号转换成电压信号送至监测仪表，从而实现监测和保护的目的。现以垞城电厂135MW机组中N135-13.24/535/535型汽轮机组为例，对美国本特利内华达公司生产的3500-45斜坡式胀差和3500/42轴位移监测系统的测量原理进行阐述(轴位移、胀差的测量探头采用本特利3300系列330703-00-05-10-02-00，11mm及330851-02-000-030，25mm电涡流传感器)。1.1本特利3500-45斜坡式胀差监测系统工作原理　　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

4、属表面铸造在转子上，因此，汽缸和转子受热膨胀的相对差值称为“胀差”(一般将转子的膨胀量大于汽缸的膨胀量产生的差值做为“正胀差”，反之为“负胀差”)。根据“输出电压与被测金属表面距离成正比”的关系，该差值被电涡流传感器测得，并利用转子上被测表面加工的8°斜坡将传感器的测量范围进行放大，其换算关系为：δ=L×Sin8°式中δ：传感器与被测斜坡表面的垂直距离；L：胀差。如果传感器的正常线性测量范围为4.00mm(即δ＝4.00mm)，则对应被测胀差范围L为：L=δ/Sin8°=4.00/Sin8°=28.74mm由上式可知：胀差传感器利用被测表面8°的斜坡将其

5、4.00mm的正常线性测量范围扩展为28.74mm的线性测量范围，从而满足了对0～20mm的实际胀差范围的测量。传感器将其与被测斜坡表面的垂直距离转换成直流电压信号送至前置放大器进行整形放大后，输出0～24VDC电压信号至3500-45斜坡式胀差监测器，分别将A、B传感器输入的信号进行叠加运算后进行胀差显示，并输出开关量信号送至保护回路进行报警和跳闸保护。同时输出0～10VDC、1～5VDC或4～20mA模拟量信号至DCS。安装原理见图1。(A、B：330851-02-000-030，25mm型电涡流传感器)图1传感器安装及信号传递原理图1.2本特利35

6、00/42轴位移监测系统测量原理　　由于本特利3500/42轴位移监测系统出厂设计为：当测量回路开路或机组的轴向位移达到报警或跳闸值时均会发出报警和跳闸信号，故一般采用2只传感器，分别送入两个3500/42轴位移监测器，将两个监测器的开关量信号输出相“与”后做为跳机保护条件较为可靠。现以一只传感器为例说明其工作原理。单只轴向位移传感器的工作原理与单只胀差传感器的工作原理一样。都是利用电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0～24VDC电压信号，送至3500/42监测器进行信号处理，输出开关量信号至汽轮机跳闸保护系

7、统实现保护功能。同时送出4～20mA、0～10VDC、或1～5VDC模拟量信号至DCS。图2为信号传递原理图。(1、2：为330703-00-05-10-02-00，11mm型电涡流传感器)图2轴位移信号传递原理图2胀差、位移监测系统传感器的零位锁定2.1胀差、位移监测系统传感器的零位锁定必须参考的因素(1)大轴推力瓦的间隙△值。(2)大轴位置(即大轴推力盘已靠在推力瓦的工作面或非工作面)。(3)胀差、位移监测器及传感器的校验数据。　　现以N135-13.24/535/535型汽轮机组为例，分别介绍了3500-45胀差和3500/42轴位移监测保护系统的

8、零位锁定。已知：△＝0.36mm，胀差监测器量程为0～20mm，轴位移监测器量程