电厂TSI安装调试及常见问题处理

罗莹莹

摘 要： 汽轮机安全监视系统（TSI）是电厂最为重要的组成，在电力生产、输送中发挥不可替代的作用。本文主要对电厂TSI的安装及调试进行探讨，并分析并处理常见的问题，以期为机组汽轮机热工仪表安装提供一定参考。

关键词： 电厂机组；TSI；安装调试；常见问题

当前，随着电力需求的不断增加，电厂汽轮机组容量也相应扩大，运行参数要求也不断提高，整个热力系统越发复杂，同时汽轮机及其配套设备需监测参数及保护项也大大增加。为确保汽轮机组的安全、稳定运行，须对其重要参数进行严密、持续的监视[1]。TSI的应用，可连续、动态地监测汽轮机各项运行参数，比如：转速、轴振、胀差等，当这些参数超出额定极限值时，会做出相应的保护动作，保障机组设备安全。现笔者结合自身工作经验对TSI安装调试及此过程中常见问题进行探讨。

1.TSI的安装与调试

1.1轴向位移传感器

在安装轴向位移探头之前，须仔细检查，确保探头完好、无损伤，然后进行性能测试。具体操作：把两个探头装在位移测试台上，然后将各个传感器接线与对应输入端相连，应用百分表测定位移值，再用万用表测定对应位移值的模拟量输出和报警、停机等输出情况，以保证探头性能完好[2]。测试完成后进行安装，将两个轴向位移传感器探头装置在2号轴承处，位于大轴同侧，探头向低压缸。大轴相对汽缸设计零点作为止推轴承靠于运行瓦面作为大轴零位，同时把转子膨胀向视作轴向位移正向。安装前，先要将大轴推至机械零位，再依照规定流程、技术标准安装，将两个轴向位移探头，固定装在轴位移支架上。然后进行调试，两个探头同步安装位距离轴上止推法兰必须控制305.0mm内，倘若过大，会因热膨胀存在间隙，无法准确测定轴上法兰和止推轴承的间隙。

1.2高、低压缸胀差传感器

电厂汽轮机在启、停过程中，由于转子与汽缸的热交换条件不同，使得它们你在膨胀和收缩时出现差别，这些差别称为汽轮机转子和汽缸的相对膨胀差，简称胀差。TSI系统中的高、低压缸胀差探头均朝发电机方向装置的，应让高、低压缸胀差探头测量控制在线性范围内，依照探头线性中点及量程（-2～10mm）予以定位。将百分表顶在传感器支架上合适的地方（要能随手轮调节前后移动），根据量程调节百分表，定零。对于探头零位安装电压通过该式算出：安装电压=线性中点电压-探头灵敏度X4。把转子膨胀方向视为胀差正向。

1.3绝对热膨胀传感器

在掌握汽轮机汽缸的膨胀及胀差基础上，就能够确定转子与汽缸膨胀率。将LVDT传感器铁芯和汽缸相连，在膨胀时，铁芯会发生运动，并发出比例特性的电信号，然后输到测量板件行线性处理，会显示输出信号。在进行安装时，需要在机组冷态下将两只热膨胀传感器牢稳妥装在热膨胀支架上，以传感器指针所指“零”作为零点位。

1.4转速探头

转速值主要用于反映汽轮机组开启、停机及运行时的参数。零转速则是预先设定的轴旋转速，当汽轮机需停运时，让其转速快速达到零转速点，作出继电器触点动作，让盘车齿轮啮合，让转轴持续慢速运行，以免弯曲。转速探头通常安装在距离距齿端0.8～1.0mm处（如图3），在安装时可应用塞尺测量。其中，转速测量范围为0～5 000rpm；零转速为4rpm以内；转速报警值设定为3240rpm。用该式算出转速：（脉冲频率/齿数）X60rpm。

实际上，转速信号仿真原理与振动是相同的，不同在于前者是基于调整信号发生器的交流电压频率输出模拟实际转速的。可通过以下公式算出频率调整量：

Hz= Rpm×N

其中，Hz表示所要显示的频率值；Rpm表示每1min的转速；N表示被测齿轮盘齿数。

例如：某电站汽轮机超速保护定值是3300 r/min，齿轮盘齿数是88，那么所要显示频率值就是：

Hz= 50×88=4. 4kHz

同时，信号发生器的交流电压所增加的值是依照组态内门槛电压设定的，只需要高于门槛电压就可以。

1.5大轴偏心传感器

偏心度测量主要为监视大轴弯曲情况，一般应用偏心探头及键相探头一同完成。偏心探头安装在偏心支架上，零点应设定在前置器电压是-12V DC处。汽轮机组偏心测量范围设定在0～100μm；报警原始值为30μm。

键相探头安装间隙空在0.8～1.0mm，在安装时，不得正对槽位。其安装调试如图1。

1.6轴承振动传感器

涡流传感器与前置器形成一个振荡器，振幅随着传感器探头与金属被测物的接近而衰减，衰减的幅度与传感器和被测物之间的距离成正比。使用涡流传感器的输出测量轴径向的相对振动，信号由一个与静态间隙成正比的静态分量和一个与轴振动成正比的动态分量叠加而成。将探头分别装置在1～6号轴承处，每处安装两个，且互成90°，与轴承垂直，探头和水平向成45°夹角，分别监测横纵两向的振动。对于安装间隙电压需要根据传感器输出特性曲线形成的线形中点位确定，通常在-9.75V或1.2mm左右。

通过调整频率信号直流电压的幅值能仿真汽轮机轴系振动幅度，如此就能够定量模拟出某一个振动的报警、保护两个值。可通过此公式来算出直流电压调整量：

△V= L× Lv

其中，△V表示所要增加的直流电压值（mV）；L表示振动幅值（μm）；LV表示单位振动幅值对应的电压值（mV/μm）。

譬如：某一台汽轮机给水泵2号瓦X向轴振动保护值设定为100μm，单位振动幅值对应的电压值是8mV/μm（已经设好模件组态）。可以算出，V=100×8=800mV，将直流电压调到0.8V时，就能够有效模拟出100μm保护动作值。

1.7瓦振探头

用电动式速度传感器测量轴承振动。安装在轴瓦上的传感器与轴瓦的绝对振动成正比。

2.TSI安装调试中常见的问题

2.1轴向位移测试不准

在轴向位移安装后进行调试，发现不准，应及时进行调整。在安装时注意机械零位的确定，然后再根据大轴的实际位置和探头的灵敏度确定安装间隙电压。再根据实际情况调整相应监视器的参数设置，保证尽可能地正确测量与显示。

2.2高、低压缸胀差偏离零位

高、低压缸胀差探头安装后，发现高、低压缸胀差和零位有所偏离，对现场进行调查，发现低压缸存在轻度过热，但高压缸差涨偏离过大，属于异常情况。原因可能是探头安装不紧固，松动引起；大轴零位发生移动。通过检查，对高压缸胀差探头安装位进行调整，重新调回到安装零位后，高压缸胀差恢复到正常值。

2.4振动信号干扰

在实际运行中，通常会出现汽轮机振动信号剧烈波动，峰值高达报警值甚至达到跳闸值，进而导致汽轮机的保护装置误动、机组跳闸，直接影响到整个机组的稳定运行， 使运行和维护负担增大，也使运行成本及设备损坏性增大。原因在于TSI系统运行使会受振动信号干扰，或高电压电机启停，或高电压电缆铺设走向和振动信号线保持一致。可通过以下方法进行解决：（1）绝对保证TSI系统有效接地，且接地电阻必须设计标准要求；（2）应用屏蔽性能良好的电缆、线进行接地；（3）TSI系统适当增加滤波和延时，以减少保护误动发生率。就是要严格依照TSI安装标准进行接线，尽量不用涡流式振动探头，以便减少磁场信号产生的干扰。

3.结语

总之，TSI安装和调试是一个系统工程，为保证TSI系统的稳定、安全、有效运行，需要在掌握相关探头及配件性能基础上，结合电厂机组容量、设计要求，严格依照程序进行安装，进而对电厂汽轮机组进行安全、有效监测和保护。■

参考文献

[1]胡欢，徐肇熙.电涡流传感器的原理及在電厂TSI系统中的应用[J].宝钢技术，2015，（05）：62-66.

[2]冯灯.海南核电TSI、TDM系统的安装与调试[J].设备管理与维修，2015，（S2）：142-144.