|
汽轮机系统安全监视实训平台
1 概述
汽轮机安全监视系统是一套集成保护与监测功能的永久性监控系统，对于大型旋转机械而言至关重要。TSI系统能够可靠地监视和记录机组在启动和运行过程中的关键参数，不仅能够显示机组的运行状态、记录输出信号、实现数值越限报警，还能在出现危险信号时自动停机，并为故障诊断提供数据支持。因此，TSI系统被广泛应用于300MW至600MW的汽轮发电机组。
2 TSI的工作原理
广泛应用的传感器包括电涡流传感器、电感式速度传感器、电感式线性差动变压器和磁阻式测速传感器等。以电涡流传感器为例，它由探头、接长电缆和前置器组成。前置器产生低功率无线电频率信号（RF），该信号通过延伸电缆传输至探头端部的线圈。当导体材料接近探头顶部时，会在导体表面形成电涡流，导致RF信号能量损失，这一损失大小是可以测量的，且与导体表面距离探头顶部的距离成反比。传感器系统利用这一能量损失产生一个与测量间隙成正比的输出电压。前置器由高频振荡器、检波器、滤波器、直流放大器、线性网络及输出放大器等组成，将高频信号解调成直流电压信号，并通过低通滤波器去除高频残余波，再经直流放大器、线性补偿电路和输出放大处理后，得到与被测物体和传感器之间的实际距离成比例的电压信号。前置器的额定输出电压为-4~-20V（线性区）。
监测系统，也称为框架，由电源、系统监测器和监测表三部分组成。电源为监测表及传感器提供规定的电源；系统检测器检验供电水平以确保系统正常运行，并控制报警点的设置和系统复位；监测表显示传感器系统是否正常运行，并在越限时报警。
3 TSI系统监测的基本参数
1）振动参数
振幅：表示位移、速度或加速度，是振动强弱的标志。
频率：通常表示为机器转速的倍数，如1x、2x、3x等。
相角：利用键相位移传感器获取轴的相位参数信号。
振动形式：指其自身的固有振动形式，可在示波器上显示。
振动模式：监测机组的任何一对XY探头可提供转子在某特定位置的运动情况。
2）位置测量
偏心位置：测量轴颈轴承处轴的稳态位置。
轴向位移：测量推力环到推力轴承的相对位置。
低转速偏心：指转子工作间歇时的弯曲量。
胀差：指转子与机壳之间由于热膨胀量不一致所引起的膨胀之差值。
机壳膨胀：提供基础与机壳相对胀差的数据。
3）其他参数
速度：转子的速度测量是标准程序。
温度：轴向和径向轴承的温度变化越来越受到重视。
相关性：影响机器运转的温度、压力、流量等参数的相关程度对分析整个系统极为重要。
4）早期轴断裂监测
观察转子一倍频或二倍频时振动向量的变化是监测轴断裂的最佳标志。
4 TSI的基本组成
其基本结构和组成都可以概括为三个部分：传感器系统、监测系统和前置器。传感器系统负责将机械量（如转速、轴位移、差胀、缸胀、振动和偏心等）转换为电参数（频率f、电感L、品质因素Q、阻抗Z等），并通过现场连线将电参数信号传输至监测系统，后者将信号转换为测量参数以供显示、记录和信息处理。
5 基本实训项目
利用我们现有的本特利拆下来的旧备件，建立一个能静态、动态校验涡流探头及速度探头（加速度）探头的平台。测量参数选相对振动、机壳振动、转速3个。
|
