1、编号 TSI 装置探头安装办法及工作原理 共 8 页技 术 总 结编制 年 月 日审核 年 月 日年 月 日批准 年 月 日修改内容 修改人 审核、批准123TSI 装置探头安装办法及工作原理1 传感器的安装与调试1.1 轴承振动传感器探头的安装6 个 8 mm 灵敏度为 7.87 V/rnm 的涡流探头分别装于 1 号、2 号、3 号轴承处。每个轴承处安装两只互成 90 ,垂直于轴承,探头与水平 方向的夹角为 45,分别测量 X、Y 方向上的振动。 一般涡流传感器,涡流影响范围约为传感器线圈直径的三倍,因此传感器对应的测量宽度应为传感器直径的三倍,而且在传感器空间 24mm 范围内不应有其它
2、金属物存在,否则会带来误差。安装间隙电压应为传感器输出特性曲线确定的线形中点位而定,8 mm 灵敏度为 7.87 V/mm 的探 头,安装间 隙电压为- 9.75 V 或 1.2 mm 左右。由于传感器线形电压范围大大超过测量范围,所以安装间隙允许有较大的偏差,只要保证测量范围在线形段内即可,但为了满足故障诊断和可靠性的需要,一般要 求安装电压9.75 土 0.2 V。1.2 轴向位移、高低压差胀传感器的安装 轴向位移测的是推力轴承相对汽缸的轴向位移,在机组运行过程中,使动静部件之间保持一定 的轴向间隙,避免汽轮机内部转动部件和静止部件之间发生摩擦和碰撞。两只轴向位移传感器探头安装在 2 号轴
3、承处,分别装于甲乙两侧,探头朝向低压缸方向安装探头型号为 7200 型 14 mm 探 头,灵敏度为 3.937 V/mm，前置器供电电压为-24V。大轴相对于汽缸的设计零点为止推轴承靠在工作瓦面为大轴零位。在安装轴向位移和低压差胀传感器前,首先要把大轴推到零位,然后按要求安装。轴向位移的量程范围为-2 mm 一+ 2 mm,安装电压- 9.75 土 0.2 V 沾化电厂汽轮机膨胀相对死点在 2 号轴承处,高压缸转子膨胀在以 2 号轴承处为相对死点向前箱方向膨胀,低压缸转子膨胀在以 2 轴承处为相对死点向发电机方向膨胀。高低压差胀探头为不带前置器 25 mm 涡流探头,灵敏度为 0.8 V/
4、mm,因为高低压差胀都是朝着发电机方向安装,要使高低缸差胀测量范围均在线形范围之内,按照探头线性中点及量程范围- 2-10 mm 定位。探头零位的安装电压可按下式计算:高压差胀探头零位安装电压:探头线性中点电压(-6.95 V)-探头灵敏度(0.8 V/mm)*4低压差胀探头零位安装电压:探头线性中点电压(-6.95 V) +探头灵敏度(0.8 V/mm)*4所以,高压差胀探头零位安装电压为-11.10 V;低压差胀探头零位安装电压为-3.8V。1.3 大轴偏心传感器的安装 偏心度的测量是监视大轴的弯曲程度。直接偏心指瞬时偏心值,峰一峰值偏心表示的是轴弯曲 正方向的极值与负方向的极值之差。偏心
5、的测量是通过偏心探头和键向探头共同完成的,均为 8 m 灵敏度为 7.874 V/mm 的涡流探头,键相器探头监测轴上一个凹槽,当轴每转一周,在探头上产 生一个脉冲电压,提供计算偏心峰一峰值的频率。探头的安装间隙电压都为一 10 V,注意键相探头的安装,不要正对着槽位安装。键相器也为振动提供相位信号,以便对振动进行分析研究。1.4 转速探头的安装汽轮机转速探头也为 8 mm 灵敏度为 7.874 V/mm 的涡流探头,监测的是大轴上有 60 个齿的齿轮,通过把监测到的脉冲电压序列,转换成频率的信号,计算出汽机转速口探头安装距离一般为距齿端 1.1 mm,安装时用塞尺测量比较方便。2 系统简述随
6、着机组容量的增大,汽轮机安全监视与保 护,已成为汽轮机的重要组成部分;同时,对汽轮机 的各种安全装置的动作的准确性和可靠性提出了更高的要求。汽轮机的安全检测系统是对汽机的 转速、 轴承振动、 轴向位移、高低压缸差胀、盖振、偏 心、绝对膨胀进行时实监测,并当某一参数越限 时, 监测系统及时的发出报警或跳机信号,保护汽轮机 设备运行安全。滕州电厂汽轮机安全监测系统使用了本特利 3500 型监测系统,其方便的软件组态形式和可靠硬件质量,将为电厂的安全运行提供了有力保障。3 系统结构3.1 仪表框架部分仪表框架部分包括:电源输入模块 1 个,框架 接口模块模块 1 个,两通道键相监测模块 1 个,四
7、通道电涡流位移传感器或速度加速度传感器监测模块 4 个、四通道差胀或轴向位移监测模块 2 个, 两通道的转速监测模块 1 个。四通道的继电器模 块 2 个。3.2 现场传感器部分传感器部分主要有:各种涡流监测探头和速度 式探头、延长电缆和前置器及信号线。 3.3 计算机及软件3500 软件包包括:框架配置软件;数据采集/服务器软件; 操作员显示软件。各种监测模块的内部设置,可以通过连接装有 框架 组态软件的计算机的 RS232 接口和框架接口模块的组态专用接口,在计算机上设置好各模块的参数,下装到各模块,及完成对各监测器的量程、报 警点、探头类型和继电器输出的设置。沾化电厂没 有定购操作员显示
8、软件,所以各种 测量数值通过模 块 4-20mA 输出到 DCS 系统实现数据显示。3.4 电涡流传感器和速度式传感器的监测原理电涡流传感器是根据涡流效应原理工作的,涡流传感器的线圈 L 与 一个电容C 并联,构成一个并联谐振电路。由前置器内的晶体振 荡器供给稳定的高频电流来激励,在线圈周围产生高频交变磁场俑,当被测主轴靠近次交流磁场 用范围时,在被测主轴表面产生电涡流,而此电涡流又产生一个新交变磁场来阻碍主磁场的变化,这一过程将消耗能量,因而使线圈的 Q 值发生变化。在被测主轴与 传感器之间的间隙 d 改变时,传感器线圈的 Q 值 也随之变化。在电路中线圈 Q 值与线圈是电感量之间的关 系为
9、:Q=XL/R式中 L- - - -线圈 是电感量;R - - -电路中的 祸合电阻。 上式说明,线圈的电感量随 Q 值变化而变化, 亦即随间隙 d 的变化而变化。而线圈电感量的变化,使线圈的输出电压 U 发生变化。 这样涡流传 感器便将间隙 d 的变化 转变成电压 的变化。信号经前置器放大以后为 0- 24VDC 信号进仪表框架。速度传感器的原理如下:压电式速度传感器安 装在轴承壳上或机壳上,机械振动会产生一个压力或张力作用在晶体上,而晶体的作用相当一个弹簧,它会依次反抗压力或张力,这样,晶体就会产生移动的电荷,该电荷由积分电子线路进行调节。 监测器提供电源,同时从传感器上取得信号。 4 本
10、特利 3500 仪表的内部组态设置 4.1 电源模块组态350 监测系可接受三种类型电源:交流电源, 高压直流电源和低压直流电源。还可设置单电源 和双电源运行模式。根据现场安装情况,选择单电源模式和高压交流电源。在电源模块组态里还可设置连接密码和组态密码。最好不要设置,以免时 间长了忘记密码。其它设置取默认的即可。 4.2 振动模块的组态3500/42 卡件可根据要求组态成轴振、瓦振、偏 心、轴向位移、速度、加速度模块。3500/42 卡件分四通道,1 和 2 通道、3 和 4 通道成对组态,可以先 完成 1 通道,再复制到 2 和 3、4 通道,减少组态工 作量。径向振动组态可选择有键相或无
11、键相信号。 当选择 了有键相信号时,可选择 lX( 1 倍频)幅值, IX 的相位滞后角;2X(2 倍频)幅值;2X 的相位滞后角;非 1X 幅值; Smax(单峰最大值) 幅值。这些都是为机组事故分析时提供依据的;还可选择钳位值,即通道或传感器故障后,通道电压被钳制在设定的值上,默认值为零;记录仪的输出为振动通频 幅值,输出设置为 4-20 mA;继电器的延时可采用默认设置,即报警值延时 3 秒,危险值延时 1 秒;径向振动传感器的类型可选择为 8 mm 的涡流传感 器; 报警和危险继电器模式都选择为闭锁;探头安 装方向为朝向探头,没有安全栅,报警倍增为 1。4.3 轴向位移和差胀的组态轴向
12、位移和差胀使用 3500/45 卡件编程。 3500/45 卡件可完成轴向位移、差胀,斜面式差胀和补偿式差胀功能。滕州电厂 3500/45 卡件, 1、2 通 道为轴向位移,3通道为高压差胀,4 通道为低压差 胀。轴向位移 组态量程为- 2 mm- + 2 mm,探头零位安装间隙电压- 9.75 V,传感器选择为 7200 型 14 mm,两个通道均设置为远离为正。高、低压 差胀量程组态为- 2 mm- + 10 mm-,根据安装要求 选择好零位电压。高压差胀设置为朝向为正,低压 差胀设置为远离为正。当探头安装完毕后,在 DCS 显示画面上看到不准确后,可打开零位调节画面, 调节零位安装电压,
13、但可调范围受到量程和通道 OK 范围的限制。4.4 转速通道的组态转速通道选用 3500/50 卡件,为双通道卡件。 转速量程设置为 0-5000 转/分,门槛电压设为自 动,滞回 电压为 1VDC,信号极性为凹槽,每转的事 件数 60,即每转 60 个脉冲电压。同样可以设置记录仪的输出和报警继电器的输出。转速通道的组态主要注意:门槛电压值设为自动,此值是大多数 输入信号的正峰值和负峰值的中间值,随输入信号的变化而变化。自动门槛值需要的最小信号的幅值为 1V 峰峰值,最小频率为 0.0167HZ。如果门槛值设为手动,该值可在+ 9.9至- 23.6 之间进行调 整,手动门槛值需要最小信号的幅值
14、为 500 mV 峰峰值。4.5 通道报警和继电器的输出的组态每个通道提供两个值的报警点,可设置高于某一值报警或低于某一值报警,也可根据需要,设置 报警有效或无效,对每个模拟量的通道进行报警点 设置完成之后,就可以组态继电器的输出通道了口 继电器输出采用 3500/32 卡件 4通道的继电器模 块。每个继电器的输出都可以利用与(AND)或 (OR)运算器编程。每个继电器的报警驱动逻辑, 都可以用来自框架中任何监测器通道的报警输入。 例如:继电器 1 通道为振动大报警，可组态为 6 个振动报警或运算以后,从继电器 1 通道输出。这 样,既节约了通道也减少了电厂热工人员的维护 工作量,这是以前的
15、3300 系统做不到的。每个继电器可设置为常开或常闭。所有的组态都必须在软件下装后才起作用。5 本特利 3500 系统与 3300 系统的区别 5.1 组态方式的不同330 系统卡件是以电子线路集成为基础的单独系统,组态方式通过设置线路上的短接块,使卡 件实现不同功能。这样每次改变卡件设置时,须拔插卡件,易损坏电子线路。3500 系统卡件是以总 线方式构成的网络结构,通过计算机RS232 接口以 软件的方式实现对卡件功能的设置。即方便快捷 , 又不会损坏卡件。5.2 数据显示方式的不同 3300 系统实时数据是通过卡件前面板的棒状液晶显示屏显示。棒状显示数据精确度较低,而且 量程和刻度改变不方
16、便。3500 系统在监测框架上没显示屏,所以在操作员计算机上安装操作员显示 软件,通过显示软件可显示机组图、棒状图、当前 值、选定的事件段 显示趋势图、报警事件序列、系 统 事列表、计算机日志。显示软件强大的监视功能为 运行员更好了解机组的运行状态提供了保证。数 据显示也可通 过监测框架 4-20 mA 输出到 DCS 系统实现数据监视,沾化电厂即用此方式。5.3 通讯方式的不同3300 系统通过本特利公司的通讯处理器或 3300 串行接口实现与程序控制器和分散控制系统 的通讯,这种通讯方式一般不采用,在现场通常用 硬接线的方式实现与其它系统的通讯。3500 除了 具有 3300 通讯功能以外
17、,可用 RS232接口实现主 机和框架之间的通讯,也可通过 RS422 端口实现几个框架之间的通讯,3500 系统还可通过调制解调器实现框架和框架之间、主机和主机之间的远程通讯。3500 与 3300 通讯方式相比的显著特点是 3500 对网络的支持程度大大提高了。6 调试过程中遇到问题及解决方法(1)在高 压 差胀探头和低压差胀探头安装完毕 一天后,发现高压差胀偏离零位 2 mm,低 压差胀为 0.5 mm,在现场了解到低压缸有轻微的加热,但高 压差胀偏离太大,为不正常现象。分析其原因可能 有: 一、探头安装不太牢靠,产生松动;二、大轴零位移动。最后决定打开前箱上盖 ,检查调整高压差胀探头。
18、打开后发现探头并无松动现象,可能的原因 就是在安装过程中大轴发生移动,重新调整探头的 安装零位后,高压差胀为 0.3 mm,恢复正常。(2)在机 组 运行期间,发现有一转速信号不稳 定。汽机实际 3000 转/分时,最低显示 2000 转/分左右。经分析可能是现场存在干扰,检查信号屏蔽电缆,发现信号线不是所要求的三芯屏蔽电缆,而 是一根多芯的电缆,这样就有可能造成信号之间的干扰。最后通过把多芯线上的部分信号转移到其它备用芯上,转速恢复正常。 7 本特利 3500 系统总评 全软件化的组态画面,使 3500 系统比 3300 系统在调试安装时更直观方便。可靠的硬件质量,为 电 厂长期稳定运行提供了有力的保证。另外,为了 提高3500 系统测量的准确性,在安装探头时,一定 要做到精益求精,尽量减少零位偏差。值得一提的是在安装轴向位移和高低缸差胀时,大轴零位一定要统一,避免汽机大轴零位不一致带来测量误差。 汽轮机安全监视系统在机组运行过程中起重要作 用,随着科学技术的发展和机组运行水平的提高, 对电厂机组的运行安全性的要求也越来越高,汽轮机安全监视系统还有待进一步发展和研究。
