董永超

摘 要：脹差是汽輪機(jī)啟動(dòng)、運(yùn)行和停機(jī)過(guò)程中需要監(jiān)視的重要參數(shù)，一旦脹差數(shù)值超過(guò)危險(xiǎn)值，系統(tǒng)立刻發(fā)出停機(jī)指令，為保證汽機(jī)安全運(yùn)行，所以脹差的正確安裝至關(guān)重要。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；脹差；VM600；補(bǔ)償測(cè)量

中圖分類號(hào)：TK26 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）30-0093-02

前言

汽輪機(jī)是將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換成為機(jī)械功的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)力機(jī)械，通常在高溫高壓參數(shù)下工作，它是火力發(fā)電廠最主要的設(shè)備之一，它被用來(lái)拖動(dòng)發(fā)電機(jī)。除此之外，在化工、冶金、制藥工業(yè)中被用來(lái)拖動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)或壓縮機(jī)、在航空母艦上被用來(lái)驅(qū)動(dòng)螺旋槳等。脹差探頭工作在高溫高壓的環(huán)境中，如果安裝不準(zhǔn)確，可能造成汽輪機(jī)動(dòng)靜葉片的摩擦，造成設(shè)備損壞，重新安裝需要機(jī)組完全冷卻下來(lái)，造成經(jīng)濟(jì)和時(shí)間的浪費(fèi)。

1 VM600單個(gè)探頭的線性及補(bǔ)償時(shí)的線性問(wèn)題

在安裝脹差探頭前要對(duì)探頭進(jìn)行線性校驗(yàn)，看其測(cè)量精度和誤差范圍是否滿足用戶要求。

（1）準(zhǔn)備校驗(yàn)探頭的設(shè)備并搭建系統(tǒng)。需要的設(shè)備有VM600框架及卡件、脹差探頭系統(tǒng)、電源、校驗(yàn)平臺(tái)，螺絲刀、導(dǎo)線若干等。第一步在VM600軟件平臺(tái)做系統(tǒng)組態(tài)工作。第二步按照接線圖把探頭系統(tǒng)和卡件連接起來(lái)，系統(tǒng)上電。第三步驗(yàn)證探頭是否可以正常工作，如果一切正常即可開始對(duì)探頭的線性校驗(yàn)工作。

（2）對(duì)單個(gè)探頭的線性校驗(yàn)。脹差探頭是電渦流探頭，線性工作電壓是-1.6-17.6VDC，靈敏度是1.33V/mm，所以探頭的線性范圍是12mm，按照軟件中該探頭的零點(diǎn)電壓設(shè)置為-5.6VDC，探頭量程是-3-9，把探頭安裝到試驗(yàn)平臺(tái)上，把電壓調(diào)整到-1.6VDC，然后使探頭以每1mm的距離遠(yuǎn)離被側(cè)面，同時(shí)記錄距離和當(dāng)前距離探頭電壓的變化，通過(guò)記錄的電壓變化和探頭的靈敏度，可以計(jì)算出測(cè)量的理論值，也可以計(jì)算出探頭在各個(gè)位置的誤差值，如圖1、圖2。

（3）補(bǔ)償脹差的線性校驗(yàn)。每個(gè)探頭的測(cè)量范圍是12mm，所以兩個(gè)探頭補(bǔ)償測(cè)量的最大線性范圍為24mm，測(cè)量范圍在軟件中可以設(shè)置，探頭A按-5.6VDC安裝，探頭B按離被測(cè)面19mm安裝，相對(duì)安裝，然后調(diào)校驗(yàn)平臺(tái)上兩個(gè)探頭1mm的距離遠(yuǎn)離和接近被側(cè)面，同時(shí)記錄距離和當(dāng)前距離探頭電壓的變化，通過(guò)記錄的電壓變化和探頭的靈敏度，可以計(jì)算出測(cè)量的理論值，也可以計(jì)算出探頭在各個(gè)位置的誤差值，圖表如圖3、圖4。

如果校驗(yàn)完的誤差小于最大允許的誤差值，下一步進(jìn)行探頭的安裝。

2 補(bǔ)償脹差探頭的現(xiàn)場(chǎng)安裝

一般情況下廠家規(guī)定推力軸承的中心點(diǎn)為零點(diǎn)確定為脹差的零點(diǎn)位置。高壓缸脹差以轉(zhuǎn)子向機(jī)頭方向膨脹為正，低壓缸脹差以轉(zhuǎn)子向發(fā)電機(jī)方向膨脹為正。因此現(xiàn)在需要協(xié)調(diào)機(jī)務(wù)專業(yè)將汽輪機(jī)大軸頂?shù)酵屏S承的零點(diǎn)上。但現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況是，機(jī)務(wù)專業(yè)很難將大軸準(zhǔn)確的頂?shù)酵屏S承的零點(diǎn)位置上。所以現(xiàn)場(chǎng)機(jī)務(wù)專業(yè)一般會(huì)將大軸在推力軸承的工作面上，調(diào)試人員要根據(jù)推力軸承的間隙值確認(rèn)探頭應(yīng)該安裝的間隙電壓。某哈汽350MW機(jī)組脹差跳機(jī)值是-1.52和16.7。根據(jù)跳機(jī)值和補(bǔ)償探頭的測(cè)量范圍選擇補(bǔ)償脹差的量程為-3-18，安裝大概示意如圖5。

以探頭A定方向并在軟件中設(shè)定好A的零位電壓為-5.6VDC，探頭A的安裝電壓為安裝電壓=-5.6-0.5*L*K（L：推力間隙，K：探頭靈敏度）；在傳感器B的零點(diǎn)電壓計(jì)算公式為：-（17.6+1.33*6）=-25.58VDC，因?yàn)樘筋^B的安裝位置超過(guò)其量程，超量程部分非線性，不能按照電壓安裝，如果按電壓安裝，那么要求探頭支架是能精確位置調(diào)整的支架，支架的加工難度和費(fèi)用倍增，這種情況下B探頭按-1.33*10.5=-14VDC的交叉電壓安裝，然后再通過(guò)在支架上調(diào)整B探頭的位置，即向遠(yuǎn)離被側(cè)面移動(dòng)6毫米，按照補(bǔ)償測(cè)量的原理和測(cè)得探頭死區(qū)范圍約1mm，B探頭可以按距離被側(cè)面19mm安裝。在-3-6范圍內(nèi)A探頭測(cè)量，探頭B在非線性區(qū)域，不參與測(cè)量；同理9-18范圍內(nèi)只有B探頭測(cè)量，而在6-9的重疊區(qū)域兩個(gè)探頭都參與測(cè)量，軟件中的計(jì)算公式是（A-B）/2。

3 補(bǔ)償脹差探頭安裝注意事項(xiàng)

探頭的安裝中重要的是必須緊固，且符合安裝間隙值或安裝電壓值；探頭電纜的彎曲半徑不小于4cm；探頭電纜的末端連接頭如果不連接延長(zhǎng)電纜時(shí)，需要用干凈的布包好，以防止連接頭被污染；箱內(nèi)的電纜必須理順，不能存在與接頭緊固方向相反的扭力；探頭電纜每隔20cm需固定一下；探頭電纜和延長(zhǎng)電纜的連接頭處必須密封并絕緣。處理方法是：先用膠帶裹緊（生料帶或防油膠帶），然后再用熱縮管進(jìn)行保護(hù)，熱縮管兩端必須緊固；前置放大器必須對(duì)地絕緣安裝，前置器之間也要相互絕緣；如果電渦流探頭安裝不采用延長(zhǎng)套管，則探頭根部也要密封，因?yàn)楦窟M(jìn)油會(huì)導(dǎo)致探頭內(nèi)線圈老化，首先在根部涂密封膠，然后熱縮管密封。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文給出的基于VM600硬件汽機(jī)補(bǔ)償脹差B探頭按距離安裝的校驗(yàn)依據(jù)和方法，相比于以前的按電壓裝操作簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確度高，希望本文能給從事于汽輪機(jī)調(diào)試的同事及朋友些許幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙陽(yáng).傳感器的非線性校正及動(dòng)態(tài)補(bǔ)償研究[J].精密儀器與機(jī)械，2007（01）.

[2]王仲奇，秦仁.透平機(jī)械原理[J].1987（03）.

[3]劉寶新.VM600系統(tǒng)用戶調(diào)試指南[M].2008（06）.endprint