火力发电厂汽轮机轴位移监测系统异常分析

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1、火力发电厂汽轮机轴位移监测系统异常分析　　摘要：汽轮机轴位移测量参数，是火力发电厂中重要的监测参数之一。利用轴位移测量装置，对导致轴位移测量参数变化的各种因素进行分析，产生误差的原因包括传感系统、被测面、安装条件、汽轮机运行工况、环境干扰等。针对下花园电厂轴位移存在的问题，提出解决方案。通过实践，得出了一些轴位移安装、运行、维护经验，对目前各电厂轴位移测量存在的问题，提供了可供借鉴解决的方案。　　关键词：汽轮机；轴位移；测量；　　中图分类号：TK26文献标识码：A文章编号：1672-3791（2016）04（b）-0000-00　　1前言　　现在300MW、600MW的火力发电

2、机组，为了提高效率，汽轮机的动静叶之间的间隙设计的都很小，其轴向间隙是靠转子的推力盘及推力轴承固定的。[1]汽轮机高速运转过程中，轴向间隙不当，汽轮机动、静部分就会磨损，转子前后窜动，造成推力瓦块温度升高损坏，严重时就会损坏汽轮机大轴，造成严重事故。所以要对汽轮机的轴向间隙进行监视，一旦间隙达到危险值，就要停机，避免发生事故。然而在现场实际测量中，轴向位移测量受到很多因素的影响。　　2电涡流传感器测量原理7　　传感器系统的工作原理是电涡流效应。当接通传感器系统电源时，前置器内会产生一个高频电流信号，该信号通过延伸电缆送到探头头部，在头部周围会产生一个交变磁场H1。如果在磁场H1

3、范围内没有金属导体材料接近，则发射到这一范围内的能量会全部释放；反之，如果有金属导体材料接近探头头部，则交变磁场H1将在导体的表面产生电涡流场，该电涡流场也会产生一个方向与H1相反的交变磁场H2.由于H2的反作用，就会改变探头头部线圈高频电流的幅度和相位，即改变了线圈的有效阻抗。这种变化即与电涡流效应有关，又与静磁学效应有关，即与金属的电导率、磁导率、几何形状、线圈几何参数、励磁电流频率以及线圈到到金属导体的距离等参数有关。[2]　　3轴位移出现异常原因　　3.1被测体表面平整度对传感器的影响　　不规则的被测体表面，会给实际测量带来附加误差，因此对被测体表面应该平整光滑，不应存

4、在凸起、洞眼、刻痕、凹槽等缺陷，一般要求位移测量被测表面粗糙度要求在0.4～1.6μm。[2]　　3.2轴位移零位不准　　机组的轴位移机械安装零位和监测系统保护零位不统一。检修后经常发生机组因轴位移监测系统传感器的零位设置不当，使系统测量误差较大，检修后机组的轴位移传感器的零位设置直接影响到启机后轴位移监测系统能否正常工作。7　　轴位移定位基本是根据机组厂家设计的要求来定，我厂#3机组是将转子推向工作面来定位零位。也有机组是将转子推向非工作面来定零位；指示为0mm时的相对涡流传感器的电压根据前置放大器的输出电压定，有-10V、-12V等。　　3.3安装不正确　　安装时出现支架松

5、动、探头与被侧面不垂直、探头与被侧面间隙过大或过小产生测量误差。另外测量面应与轴是一个整体，这个测量面是以探头的中心线为中心，宽度为1.5倍的探头圆环。探头安装距离距止推法兰盘不应超过305?L，否则测量结果不仅含轴向位移的变化，而且包含胀差在内的变化，这样测量的不是轴位移的真实值。另外如果探头没有固定在轴瓦上而是固定在前箱上，那么还应考虑前箱的位移量。在安装时，测量探头与被测面保持垂直并安装牢固，否则将出现测量误差。这是在机组大小修时特别注意的问题。　　3.4测量系统元件故障　　测量系统包括了探头、延伸电缆、前置器、显示仪表灯等。不论哪个中间环节出现损坏都会引起测量误差。因此

6、为了轴位移保护系统可靠安全一般采用三选二停机。需要指出的是被测体也是传感器的一部分，测量面参数会影响到传感器的性能。　　3.5环境干扰对轴位移的影响　　环境因素对轴位移的干扰因素很多，如电磁干扰、设备强电源干扰、信号电缆屏蔽多点接地等。对于环境干扰需要耐心细致的排查，及时和运行人员沟通、查找相关历史趋势、现场实地做试验等方式解决。　　3.6运行工况的影响7　　通常汽轮机运行时，转子推力盘向发电机侧紧靠推力轴承工作面，但有时在启停和正常运行过程中，转子可能发生前后窜动。向前传动的原因有：（1）当机组甩负荷时，产生反向的轴向推力。（2）当高压轴封严重损坏，调节级叶轮前因凝汽器抽吸作

7、用而压力下降，出现反向轴向推力。向后窜动的原因有：（1）转子轴向推力过大，推力轴承过负荷，推力盘与推力轴承间的油膜损坏，推力瓦块五金烧熔。（2）润滑油系统油压过低，油温过高，油膜损坏，推力瓦块乌金烧熔。　　4测量系统的组成　　测量系统包括了探头、延伸电缆、前置器、显示仪表灯等。前置器由高频振荡器、检波器、滤波器、直流放大器、线性补偿等组成。检波器将高频信号解调成直流电压信号，此信号经低通滤波器将高频的残余波除去，再经直流放大器，线性补偿电路放大处理后，在输出端得到与被测物体和传感器之间的实际