李夢州

【摘 要】TSI系統(tǒng)是汽輪機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障，是汽輪機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分。汽輪機(jī)的運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，且高速運(yùn)行狀態(tài)，要求對轉(zhuǎn)速監(jiān)視、振動監(jiān)視、缸脹監(jiān)視等的科學(xué)構(gòu)建，這是保障汽輪機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。TSI系統(tǒng)涉及面廣，要求TSI系統(tǒng)應(yīng)著力于監(jiān)測功能的生成，實現(xiàn)對各要素的科學(xué)監(jiān)視。本文立足汽輪機(jī)TIS系統(tǒng)的理論研究，從汽輪機(jī)TSI探頭布置、轉(zhuǎn)速監(jiān)視、振動監(jiān)視、缸脹監(jiān)視等方面，具體闡述了汽輪機(jī)TSI系統(tǒng)汽輪機(jī)TSI系統(tǒng)的構(gòu)建措施。

【關(guān)鍵詞】汽輪機(jī);TSI系統(tǒng);應(yīng)用;構(gòu)建措施

中圖分類號： TK268文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）25-0063-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.25.030

Application Analysis and Construction of TSI System for Steam Turbine

LI Meng-zhou

（SHAANXI JINTAI CHLOR-ALKALI CHEMICAL CO.，LTD， Shanxi Yulin 718100， China）

【Abstract】TSI system is an important guarantee for the safe and stable operation of steam turbine and an important part of the steam turbine system. The operation environment of steam turbine is complex and high-speed， which requires the scientific construction of speed monitoring， vibration monitoring and cylinder expansion monitoring， which is an important guarantee for the safe and stable operation of steam turbine. TSI system covers a wide range of areas， which requires that TSI system should focus on the generation of monitoring functions to achieve scientific monitoring of various elements. Based on the theoretical research of the turbine TIS system， this paper elaborates the construction measures of the TSI system of the turbine TSI system from the aspects of the arrangement of the TSI probe， speed monitoring， vibration monitoring and cylinder expansion monitoring.

【Key words】Steam turbine; TSI system; Application; Construction measures

0 前言

在汽輪機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)建中，安全監(jiān)測系統(tǒng)（TSI）是核心，是實現(xiàn)汽輪機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行監(jiān)測的重要保障。在實踐應(yīng)用中，TSI系統(tǒng)的構(gòu)建，關(guān)鍵在于探頭的合理布置、監(jiān)視檢測效能的有效生成，為汽輪機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供良好的環(huán)境條件。在汽輪機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，機(jī)組出現(xiàn)故障等問題，極易造成元件設(shè)備的損壞。為此，在汽輪發(fā)動機(jī)運(yùn)行中，TSI系統(tǒng)的有效應(yīng)用，能夠更好地監(jiān)測汽輪運(yùn)行狀態(tài)，通過機(jī)組運(yùn)行信息的監(jiān)測反饋，為汽輪機(jī)運(yùn)行管理提供可靠依據(jù)，發(fā)揮著重要作用。本文立足對TSI系統(tǒng)的理論研究，就如何實現(xiàn)汽輪機(jī)TSI系統(tǒng)的應(yīng)用構(gòu)建，做了如下具體闡述。

1 汽輪機(jī)TSI探頭布置

在TSI系統(tǒng)構(gòu)建中，探頭的布置與安裝尤為重要，直接關(guān)系到系統(tǒng)監(jiān)測的有效性。在探頭布置中，應(yīng)注重監(jiān)測點(diǎn)的合理設(shè)置，通過科學(xué)合理的安裝，最大程度地發(fā)揮監(jiān)測系統(tǒng)的效能。如圖1所示，是汽輪機(jī)TIS的探頭布置圖。從中可以知道，在1-9的位置上，分別安裝有監(jiān)測探頭，并且分別負(fù)責(zé)不同狀態(tài)下的監(jiān)測。如，探頭1是轉(zhuǎn)速超速保護(hù)探頭、探頭4是軸承座振動探頭。通過對不同位置、不同功能的設(shè)置，構(gòu)建完善的探頭監(jiān)測體系，為汽輪機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，提供了有力保障，同時也系統(tǒng)功能的實現(xiàn)提供了保障。

2 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速監(jiān)視

在汽輪機(jī)的運(yùn)行中，處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，如出現(xiàn)轉(zhuǎn)速失控等情況，極易造成超速等問題，影響到汽輪機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。發(fā)動機(jī)、汽輪機(jī)等設(shè)備的零部件，在高速運(yùn)行狀態(tài)下，需要承受巨大的離心力。一旦轉(zhuǎn)速失控，則會導(dǎo)致離心力急劇增大，對轉(zhuǎn)動部件造成損壞，甚至出現(xiàn)“甩飛”的危險。因此，在TIS系統(tǒng)的構(gòu)建中，實現(xiàn)對汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速監(jiān)測，能夠更好地調(diào)控汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，并做好相關(guān)超速的保護(hù)措施。具體而言，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速的監(jiān)測，主要涉及到以下幾個方面：

（1）轉(zhuǎn)速監(jiān)視器。在實際當(dāng)中，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速監(jiān)測一般使用3個探頭，處于相鄰位置上的電渦流探頭。通過轉(zhuǎn)速監(jiān)視器，實現(xiàn)對汽輪機(jī)專屬的持續(xù)測量。一旦出現(xiàn)轉(zhuǎn)速超出設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值時，監(jiān)視器則發(fā)會預(yù)警，并將預(yù)警信號反饋至監(jiān)控室，以便于保護(hù)措施的實施。

（2）鍵相傳感器。汽輪機(jī)每轉(zhuǎn)一次，則會產(chǎn)生一次脈沖電壓，即為鍵相器信號。通過該型號實現(xiàn)對汽輪機(jī)軸的轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行測量，并在測量的同時，對振動機(jī)的相位角，構(gòu)建相關(guān)參數(shù)坐標(biāo)，確保汽輪機(jī)運(yùn)行的安全與穩(wěn)定。

3 汽輪機(jī)振動監(jiān)視

由于汽輪機(jī)處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，設(shè)備元器件均會出現(xiàn)不同層度的振動，一旦振動超出設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，則會影響到設(shè)備機(jī)組的運(yùn)行安全，甚至出現(xiàn)設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞的危險。為此，在振動監(jiān)視的構(gòu)建中，主要在探測點(diǎn)上，通過對頻率、振幅等數(shù)值的監(jiān)測，實時了解機(jī)組運(yùn)行中的振動情況。

在汽輪機(jī)的振動監(jiān)視中，需要對軸承、大軸等進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)視，一旦出現(xiàn)超閾值等情況，需要發(fā)出報警信號，并通過脈沖信號的驅(qū)動，實現(xiàn)對控制回路的有效保護(hù)。此外，在對汽輪機(jī)軸的相對振動監(jiān)測中，主要采用電渦流探頭;而在軸承座振動監(jiān)測中，則采用慣性式速度探頭，以更好的監(jiān)視振動的情況。因此，對于汽輪機(jī)而言，高速運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，要求對各振動點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)視，以更好的判斷設(shè)備運(yùn)行情況。一旦出現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行振動超出監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)值域，可能導(dǎo)致設(shè)備嚴(yán)重受損，影響人生安全及設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

4 汽輪機(jī)缸脹監(jiān)視

在汽輪機(jī)處于啟動或停機(jī)的狀態(tài)之下，若由于溫度出現(xiàn)變化，則易出現(xiàn)熱膨脹，導(dǎo)致汽輪機(jī)氣缸熱脹不均勻，而影響機(jī)組的運(yùn)行安全。（1）汽輪機(jī)缸脹在熱脹不均的情況之下，易出現(xiàn)靜摩擦或卡澀，而導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障;（2）在不同程度的熱膨脹之下，汽輪機(jī)的臺板滑銷系統(tǒng)會出現(xiàn)不定規(guī)則、方向的膨脹，進(jìn)而導(dǎo)致汽輪機(jī)運(yùn)行故障問題的發(fā)生。因此，在汽輪機(jī)的運(yùn)行監(jiān)測中，需要對機(jī)組氣缸脹情況進(jìn)行全方面檢測，為運(yùn)行狀態(tài)的有效判斷提供可靠依據(jù)。

在汽輪機(jī)缸脹監(jiān)測中，一般采用2只LVDT探頭，通過汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與氣缸相對膨脹的差值，判斷汽輪機(jī)缸脹的實際情況，進(jìn)而及時了解汽輪機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)汽輪機(jī)缸脹超過預(yù)設(shè)值，則會導(dǎo)致軸向間隙出現(xiàn)偏差，引發(fā)靜部件摩擦的產(chǎn)生，機(jī)組運(yùn)行中出現(xiàn)劇烈振動。為此，在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與氣缸的部位安裝熱膨脹裝置，進(jìn)行熱膨脹監(jiān)測，確保運(yùn)行安全。

5 結(jié)束語

綜上所述，汽輪機(jī)在運(yùn)行安全的構(gòu)建中，TSI系統(tǒng)尤為重要，是實現(xiàn)汽輪機(jī)運(yùn)行全方位監(jiān)測，判斷機(jī)械運(yùn)行的狀態(tài)，為故障的科學(xué)防范及處理提供可靠依據(jù)。TSI系統(tǒng)的構(gòu)建涉及面廣，對監(jiān)測點(diǎn)、探頭的布局，都具有較高要求，這就確保TSI系統(tǒng)效能的重要保障。在本文探討中，汽輪機(jī)TSI系統(tǒng)的構(gòu)建，關(guān)鍵在于實現(xiàn)各監(jiān)視部位的合理布置，對氣缸熱膨脹、振動等進(jìn)行全方位監(jiān)測，保障運(yùn)行安全。

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