本文系統(tǒng)地闡述了關于TSI系統(tǒng)在火電機組中安裝和調試的方法經(jīng)驗，并對TSI系統(tǒng)主要故障原因做出了分析，同時根據(jù)實際工況中出現(xiàn)的問題做出分析并提出解決辦法，從而提高讀者對TSI系統(tǒng)安裝與調試的水平。
1、引言
汽輪機安全監(jiān)視系統(tǒng)(TSI)是一種集保護和檢測功能于一身的永久監(jiān)視系統(tǒng)，是大型旋轉機械必不可少的保護系統(tǒng)。TSI可以對機組在啟動、運行過程中的一些重要參數(shù)能可靠地進行監(jiān)視和儲存，它不僅能指示機組運行狀態(tài)、記錄輸出信號、實現(xiàn)數(shù)值越限報警、出現(xiàn)危險信號時使機組自動停機，同時還能為故障診斷提供數(shù)據(jù)。筆者在此匯總關于TSI探頭安裝和調試中積累的經(jīng)驗并結合印尼巴齊丹2×315MW燃煤電廠實際安裝調試過程出現(xiàn)的問題及解決辦法，供大家參考。
2、TSI系統(tǒng)介紹
TSI系統(tǒng)主要都由傳感器、前置器、監(jiān)測系統(tǒng)組成。
傳感器系統(tǒng)將機械量轉換成電參數(shù)(頻率f，電感L，品質因素Q，阻抗Z等)，傳感器輸出的電參數(shù)信號經(jīng)過現(xiàn)場連線送到監(jiān)測系統(tǒng)，由監(jiān)測系統(tǒng)轉換為測量參數(shù)進行顯示、記錄及相關的信息處理。
監(jiān)測系統(tǒng)又稱為框架，一個框架由三部分組成：電源、系統(tǒng)監(jiān)測器和監(jiān)測表。電源(總被放在框架的第一位置)為裝在框架內的監(jiān)測表及相應的傳感器提供規(guī)定的電源；系統(tǒng)檢測器(總被放在框架的第二位置）檢驗供電水平以確保系統(tǒng)正常運行，它控制報警點的設置和系統(tǒng)復位同時具有控制系統(tǒng)“OK”的功能，“OK”(正常工作)表明系統(tǒng)的傳感器及現(xiàn)場接線是在規(guī)定的水平上進行；監(jiān)測表不僅可以顯示傳感器系統(tǒng)是否正常運行，還可以指示傳感器的測量值，并在越限時報警。
3、TSI安裝與調試注意事項
3.1 安裝前的注意事項
①設備必須檢定合格，并由具有相關計量資質的單位出具檢定合格報告；
②保持安裝相關區(qū)域的清潔，同時將傳感器、前置器、支架、接線箱等設備清理干凈；
③安裝傳感器之前，必須先將支架，前置器，接線箱等相關配件安裝完成。
④前置器的接線箱應選擇安裝在振動小且便于檢修的位置。
3.2 TSI安裝要點與注意事項
3.2.1 安裝要點
3.2.1.1 轉速、零轉速及超速
①安裝磁感應轉速傳感器時注意傳感器探頭表面磁鐵所產生的磁場與觸發(fā)體邊沿必須成直角，有的制造廠會在傳感器探頭面上設計一個黑點，安裝時黑點必須面對機頭或機尾。
②安裝時一定要使半圓型的支架與齒輪間的距離盡量保持一致。
、
圖1 轉速、零轉速及超速示意圖
3.2.1.2 軸向位移
①一定要確認傳感器安裝方向，若是反向安裝，則需要在組態(tài)軟件里取反。
圖2 軸向位移示意圖
3.2.1.3 脹差
①當整個轉子向電機方向推到推力盤緊貼工作瓦面時定測量零點，并將轉子膨脹方向作為脹差正方向。
圖3 脹差示意圖
3.2.1.4 軸振
① 每個軸承處安裝的2支軸振互成90°，垂直于軸承，每支傳感器與地面呈45°夾角。
圖4 軸振示意圖
3.2.1.5 蓋振
①蓋振一般安裝在各軸承箱上，應該在軸承箱蓋扣好并緊固完所有螺栓后安裝。
②一定要確保安裝表面光滑、無顆粒劃痕，且傳感器與軸承蓋成剛性連接。
圖5 蓋振示意圖
3.2.1.6 熱膨脹
①連接電纜接頭處線纜應用焊接固定，連接電纜應套上金屬軟管并用線卡固定在軸承箱上。
圖6 熱膨脹示意圖
3.2.1.7 偏心、鍵相
①注意鍵相安裝時，不能正對著鍵相槽安裝。
3.2.2 TSI安裝注意事項
①檢查前置器與傳感器的型號是否對應，一般前置器上都標有配套傳感器的型號與編號。
②傳感器的線路要遠離強電磁干擾源和高溫區(qū)；鋪設延長線時，要確保延長線的固定與走向不會出現(xiàn)損傷其的可能，且盡量遠離噴油嘴，延長線的長度不得任意改變。
③傳感器與延長線連接插頭要插接牢固防止松動、并用絕緣熱縮管密封，延長線應在軸承箱內壁上用線卡固定牢固防止被機械損壞，延長線引出機組外殼的部分要保證絕緣且浮空，延長線與電纜的連接必須做到連接牢固、接觸良好、絕緣符合要求。
④傳感器至前置器之間各接頭部位應做好密封防油措施，前置器連接插頭要插接牢固防止松動。
⑤延長線除廠家配套的防油絕緣措施外，安裝時最好另外增加一層保護措施，例如：在延長線最外層加套熱縮管用扎帶扎緊、然后再用厚實的白紗布將接頭處包裹好。
⑥傳感器引出線應固定牢固，在軸承箱上的引出口應密封嚴密、無滲漏；接線箱進線孔要密封好，做好防油、防漏汽、防漏水、防灰塵等措施，確保接線箱內干凈整潔。
⑦屏蔽線原則上應在機柜側單點接地，所以接線盒側的屏蔽線應該用絕緣膠布包好，防止接地。
⑧發(fā)電機勵端傳感器及附件的安裝不得破壞發(fā)電機勵端與地的絕緣。
⑨安裝完成后，應確保傳感器、延長線、前置器、電纜與各處接頭插頭的干凈整潔。
3.3 機柜上電檢查
監(jiān)測機柜安裝就位后，由調試人員進行通電前檢查，主要檢查有無機械損壞以及有無短路現(xiàn)相，尤其是電路板的插座柱針是否短路，檢查后一切正常后才可以通電。
首次通電前應把所有監(jiān)視器板及電源板撥出，合上電源開關送電，檢查兩路220VAC±10%電壓和指示燈是否正常，并做電源切換試驗，如無異常關斷電源，進行下一步。
按照相應的圖紙所示位置和名稱，插上模件工作電源板，觀察各指示燈是否正常，測量各電源板的輸出是否正常，端子編號請見相應的“汽輪機安全監(jiān)視裝置圖”，如無異常關斷電源進行下一步。
按照相應的圖紙所示位置和名稱把各監(jiān)測板插入到相應位置，檢查電源指示和各板件面板指示是否正常，如無異常，關斷電源，準備TSI傳感器調試。
3.4 TSI調試注意事項
①調試時應將安裝情況復查一遍，特別是零位、安裝方向、各接頭接觸情況及各處密封情況，先將安裝不當?shù)囊蛩嘏懦?/span>
②盤柜上電后必須重新檢查傳感器的間隙值或間隙電壓，如與安裝時出現(xiàn)較大的誤差，則必須重新調整。
③檢查傳感器-TSI-DCS等控制回路，看是否有線路短接、接地等現(xiàn)象。
④注意供電情況，檢查前置器的輸入電壓是否為-25V左右。我曾經(jīng)用直流電源直接對傳感器進行過電壓調整試驗，發(fā)現(xiàn)輸入電壓大概在-23V到-27V左右都對探頭的測量值沒有明顯的影響，如果電壓再低或是再高就會產生影響了。
⑤注意檢查絕緣屏蔽情況，做好防干擾措施。
⑥TSI系統(tǒng)傳感器調整不可在熱態(tài)下進行，因為蒸汽進入汽輪機后，轉子和汽缸均會膨脹。由于轉子質量較小，升溫較快，故而膨脹比汽缸快且較快產生脹差。熱態(tài)下的脹差值很難計算且不便于修正，因此，TSI系統(tǒng)傳感器調整應在常溫下進行才能準確的顯示出機組靜止部分和轉動部分之間的相對軸向位移。
4、TSI系統(tǒng)主要故障原因分析
根據(jù)實際經(jīng)驗，歸納總結會引起TSI系統(tǒng)故障的原因，如下：
4.1 TSI安裝調試不當。例如：
①位移傳感器零位出錯，安裝方向出錯；
②傳感器安裝固定不當；
③傳感器、延長線、前置器不配套，信號電纜選型不當；
④延長線因各種原因受損，造成接地；
⑤信號屏蔽不符合要求，接線不符合規(guī)范；
⑥各接頭處松動，受油污染；
⑦傳感器所探測部位不光滑、有污漬或是有明顯的痕跡(如壓痕、刮痕）等。
4.2 電源裝置故障。例如：
①只設計了一路電源；
②兩路電源切換時間過長或無法切換；
③電源卡件配備或布置不合理等。
4.3 TSI受運行環(huán)境影響，或受到干擾，導致信號異常。例如：
①傳感器的安裝位置不符合傳感器檢測的要求；
②受電廠運行環(huán)境影響，串入干擾信號影響測量，其中最明顯的便是盤車與勵磁附近的傳感器等。
4.4 裝置測量部件的故障。例如：
①傳感器的特性曲線變差；
②傳感器、前置器、卡件等電子元件老化；
③延長線、信號電纜老化等。
4.5邏輯或軟件組態(tài)設置(例如門檻電壓和線性)不當，導致信號不正常或是保護易動、誤動。
5、實例分析
巴齊丹2×315MW燃煤電廠采用的TSI傳感器是德國epro的，TSI及MTSI系統(tǒng)是由東汽自控提供的。在實際安裝過程中，將大小機軸振、偏心、鍵相等間隙電壓定在-12V。
5.1 故障：在機組運行期間，大機1X、1Y軸振在啟機后不久就開始出現(xiàn)跳變的情況，運行一段時間后跳變更加頻繁最后變?yōu)閴狞c，停機后過一段時間恢復正常。
分析及處理：檢查電壓、屏蔽接地、延長線、各處接頭插頭、電纜接線情況，未發(fā)現(xiàn)任何異常，最后發(fā)現(xiàn)就地接線箱穿線孔密封不嚴，運行時可能漏汽從而導致前置器和接線端子受潮短路。重新密封穿線孔，再次啟機后此情況消失。
5.2 故障：大機2X軸振無論冷態(tài)、熱態(tài)均壞點。
分析及處理：根據(jù)情況分析，因為是壞點，首先檢查間隙電壓，發(fā)現(xiàn)間隙電壓為零，排除盤柜側影響后，至就地接線箱檢查，發(fā)現(xiàn)前置器完好、插頭緊固、接線無異常，然后檢查延長線，發(fā)現(xiàn)延長線有接地現(xiàn)象，拆下后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)延長線有明顯燒壞痕跡，經(jīng)詢問得知停機期間有人在2軸附近動焊，推測延長線被焊渣燙壞導致接地。更換延長線后，測點恢復正常，啟機后測點亦無異常。
5.3 故障：大機4X、4Y、5X和5Y軸振冷態(tài)正常，啟動盤車和運行時數(shù)據(jù)過大。
分析及處理：根據(jù)情況分析，最大可能為盤車或頂軸油影響，檢查其它因素無問題后，開蓋檢查，發(fā)現(xiàn)延長線接頭處密封松動不合格，接頭處有明顯油漬。重新布置延長線、做好防油措施、做好防干擾措施后故障情況消失。
5.4 故障：機組運行過程中，大機6X軸振數(shù)值過大有時出現(xiàn)壞點，6Y軸振數(shù)值過大。
分析及處理：故障排除思路(檢查機柜側因素-檢查就地接線箱因素-檢查汽輪機內部部分因素)，檢查至接線箱時發(fā)現(xiàn)6X前置器與傳感器型號不配套，檢查至汽機內部發(fā)現(xiàn)6Y傳感器松動，更換6X前置器、重新調整6Y傳感器并安裝牢固后，故障情況消失。
5.5 故障：大機偏心冷態(tài)時數(shù)值過大、有跳變情況，熱態(tài)時壞點。
分析及處理：故障排除思路(檢查機柜側因素-檢查就地接線箱因素-檢查汽輪機內部部分因素），結合偏心測點的特點(受鍵相影響)，排查完后發(fā)現(xiàn)大機偏心延長線未固定好、防油措施不合格，運行時延長線接頭處長期與油接觸，同時接線盒側屏蔽線因絕緣膠布有油漬脫落導致接地。處理完成后，故障情況消失。
6、總結
隨著自動化水平的提高，汽輪機TSI的穩(wěn)定性和準確性變得越來越重要。正確并準確的安裝并調試TSI是確保TSI系統(tǒng)正常運行的基礎，也是精確反映汽輪機安全運行的重要保障。希望這篇文章能對廣大同行提供一些幫助。
作者：鄭重、梅麗紅
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