TSI检测系统介绍

1、汽轮机安全监视系统（TSI）的参数及检测分析概述汽轮机安全监视系统（TSI）是一种集保护和检测功能于一身的永久监视系统，是大型旋转机械必不可少的保护系统。TSI可以对机组在起动、运行过程中的一些重要参数能可靠地进行监视和储存。一 振动；振动监视：就是监视主轴相对于轴承座的相对振动。转子在转动时不可避免的要发生振动，其振动不超过一定值是可以的，但是当机组出现一些不正常振动时,则表明设备发生了缺陷或运行不正常,振动过大还可能使轴封处动静部分发生摩擦,引起主轴局部受热产生永久变形;可能使动叶片,叶轮等转动部件损坏;使螺栓紧固部分松弛;严重时还会使整个机组损坏,因此在运行中必须注意监视我们所说的振动是

2、指两方面的，一是径向，二是轴向（如不说明振幅一般都是指双幅值）振动原因：大致有下述十方面的原因1 润滑油压、油温过高或过低或轴承油膜振荡。或失稳。2 机组动静部分碰磨或大轴弯曲。3 机组负荷、参数骤变。4 汽缸进水或冷汽引起汽缸变形。5 转子质量不平衡或叶片断落。6 轴承座松动。7 转子中心不正或联轴器松动。8 滑销系统卡涩造成汽缸两侧膨胀不均。9 发电机静、转子电流不平衡。10 基础松动。 我们运行人员能够控制的是上述里的1234下面就1里的油膜失稳说一说；防止和消除油膜振荡的方法：改进转子设计，尽量提高转子的第一阶临界转速；（我们知道发生油膜震荡的前题是工作转数是临界转数的2倍，也就是说由

3、于偏心距的存在，当外界因数改变，转数，油压，油温等，力的分配就不平衡了，力的改变重新要轴回到原来的位置，就给了一个激振力，就产生了涡动,形象说，就像跳绳一样，一是绳自身的旋转，一是绳在空中的旋转，这个涡动频率是轴角速度的一半，叫半速涡动。）改进轴承型式、轴瓦与轴颈配合的径向间隙、比压、长径比和润滑油黏度（32#，46#油指的就是黏度）等因素，使失稳转速尽量提高常用的一些提高失稳转速的方法：（1）增大比压（启动顶轴油泵）轴承比压是指轴瓦工作面上单位面积所承受的载荷(力不变，减小面积)增加比压值等于增大轴颈的偏心率，提高油膜的稳定性（2）提高油温，降低油的黏度（3）增大轴瓦工作弧段的椭圆度（4）在

4、下瓦适当位置开泄油槽，降低油楔压力（5）减小轴瓦顶部间隙，增大上瓦乌金宽度（6）采用稳定性好的轴瓦 对旋转机械来说，衡量其全面的机械情况，转子径向振动振幅，是一个最基本的指标，很多机械故障，包括转子不平衡、不对中、轴承磨损、转子裂纹以及磨擦等都可以根据振动的测量进行探测。2里说说；径向磨损能引起引起汽轮机强烈振动或动静碰磨，严重时导致汽轮机损坏。一般就是说的大轴弯曲都是由径向振动引起的； 主要特征（1）汽轮机转子偏心度超限，连续盘车不能恢复到正常值。（这里我们要说必须要记住原始值。）（2）临界转速振动显著增大。 主要原因；（1）动静部分发生碰磨。（2）汽轮机进水，特别是停机后汽缸进水。(就是说

5、弓背) 处理要点大轴发生热弯曲，消除后应连续盘车12小时 方可启动，不消除不得再次启动。发生大轴永久弯曲，则应采取直轴措施，不得强行启动，扩大事故。 预防措施（1）汽轮机每次冲转前及停机后均应测量转子偏心度及盘车电流应正常。冲转前发生转子弹性热弯曲应适当加长盘车时间。冲转前，转子偏心度应不大于原始值 。（1）汽轮机本体保温应从材料、工艺等方面保证保温质量、下缸保温材料应紧贴缸壁，长期运行仍不脱离。（2）高压缸排汽逆止门、各段抽汽逆止门及其控制装置试验灵活无卡涩，连锁动作可靠。各处壁温测点应校验合格，且指示正确，避免测点和表计张冠李戴。（3）首次启动盘车记录转子原始晃动值（偏心）及最高点的圆周相

6、位（本机组没有）。以后每次开机前、停机后都应对比，发生异常应分析处理。（4）汽轮机正常运行情况下，在不同转速及负荷下应经常测量各轴承振动值并掌握振动的规律。注意实测的汽轮发电机组轴系各阶临界转速。（5）记录正常盘车电流及电流晃动范围，测取正常停机的惰走曲线与典型惰走曲线对照。停机后必须记录各缸壁温度、胀差等。（6）汽缸通流部分轴向间隙和径向间隙数值符合设计要求。（7）启动时必须确认大轴晃动、轴承振动、轴振动、胀差、轴向位移、汽缸壁温及防水检测等重要监视仪表完好投入，否则禁止启动。（8）汽轮机冲转前高、中压内外缸壁温差不超过 ，高、中压内缸内壁上下温差不得超过 。冲转、升速运行中严格控制和调整金

7、属温差不超限。（9）冲转前主蒸汽、再热蒸汽温度应具有至少50 以上过热度，并且比高、中汽缸温度分别要高50。同时蒸汽管道壁温和主汽门阀壳壁温要高于对应蒸汽压力饱和温度的 50 以上。（10）主、再热汽、抽汽、本体疏水畅通，严防汽轮机进水，进冷气。（11）启动过程中有专人监测振动，在临界转速以前轴承振动超过0.1mm 立即停机，过临界转速轴承振动超过或轴振动超过)也要立即停机。严禁硬闯临界转速或降速暖机。停机后立即投入连续盘车，检查大轴弯曲值。_（13）热态启动先送汽封，后抽真空，供汽温度要与汽封段转子金属温度相匹配。送汽前要充分疏水，防止有水进入汽封段。机组热态启动前盘车短时间中断也是不允许的

8、，应按规定保证盘车连续运行时间。（14）机组启动和低负荷时，一定要注意投入再热器减温水和高旁减温水参数。（15）运行中应严密监视主、再热汽温变化，如蒸汽温度突降，必须立即停机。（16）机组停机后，注意监视凝汽器水位，以防汽缸进水变形。（17）如盘车电流异常，应及时查明原因处理，如动静摩擦清晰可闻，可先进行4小时间歇盘车，待转子热弯曲消失后再投入连续盘车。当盘不动车时，严禁强行盘车。（18）停机后应认真监视凝汽器、除氧器的水位，可靠地切断有可能返向汽缸的水源和冷汽，防止汽缸进水造成大轴永久弯曲。轴向磨损处理原则：（1）控制胀差；胀差接近极限值应改变汽温、负荷、真空，轴封温度等参数使过大差胀缓解，

9、胀差超限应立即停机。（2）注意轴向推力；保证推力瓦温度，串轴量不超标在规定范围内为了防止轴向通流部分磨损，应采取如下措施：（ 1）运行人员应知热胀差的调节手段，在启动、停机和变工况下，加强对胀差的监视。（2）注意运行参数的变化，使汽温、金属温度变化率在合理范围内。（3）润滑油温度，压力，回油量，油质等（4）轴封蒸汽供汽应注意温度与汽缸温度相匹配，切换轴封汽源，两者温度应尽量接近。二 偏心；有两种；一是运行上所说的，(一般就是测晃度来表明轴的弯曲度)另一种是指转子的质量中心与重心的距离，我们所说的是前一种，转子的偏心位置，也叫做轴的径向位置，是指转子在轴承中的径向平均位置。所以大家明白了如偏心大

10、，会造成多大的严重后果。当振动大时，偏心也是一个很重要的参考数。但要注意；只有当盘车运行时，转速低时我们所看到的偏心值是对的，当转速大时，它反应的就是振动了在启动和停止时，它能反应出转子受热或重力所引起的轴的弯曲幅度。键相测量；一般装俩个探头，一个用于偏心的测量，另一个是键相器的测量，它用在峰-峰信号调节电路上。键相探头观察轴上的一个键槽，当轴每转一圈时，就产生一个脉冲电压。振动测量（偏心仪）；一般装在附轴处它远离轴瓦。测直径两端最大的值。另一种是当时测的数和原始值差，(当时值-原始值)弯曲度就是它的一半。咱厂不太清楚（电窝流测量，靠近串轴测量出）轴弯曲一般由下列因数引起；1原有的机械弯曲，2

11、临时温升导致的弯曲，3静态下自然弯曲也叫重力弯曲运行中发生偏心大，一般由以下原因；1测量装置本身问题2安装时造成3运行中偏心增大，可能有；动静摩擦，油膜振荡，水击或气温下降，汽流激振，电磁干扰，轴承油膜不好，转子掉叶片引起不平衡。在启停机时，上下缸温差大（偏心也大），轴承紧力不够或油档变形，在运行中热应力变化（一般是材质问题，比如有裂纹）汽缸膨胀受阻，热态启机时，进汽参数不对，冷态暖机不够在启动盘车时运行上重要是观察盘车电流与偏心的对应关系。所以发现偏心大检查润滑油温度，缸温，上下差值，进汽左右侧温度就地仔细倾听声音。三 胀差胀差是转子和汽缸之间的相对热增长（收缩），当热增长的差值超过允许间隙

12、时，便可能产生磨擦。在开机和停机过程中，由于转子与汽缸质量、热膨胀系数、热耗散系数的不同，转子的受热膨胀和汽缸的膨胀就不相同，这里引入一个概念；汽缸或转子的质量和它们接触蒸汽的面积之比，分别称为汽缸或转子的质面比。实际上，转子的温度比汽缸温度上升得快，其热增长的差值如果超过允许的动静间隙公差，就会发生磨擦，从而可能造成事故。所以监视胀差值的目的，就是在产生磨擦之前采取必要的措施来保证机组的安全转子膨胀大于汽缸膨胀为正胀差反之为负。什么是胀差?胀差变化与哪些因素有关?   (一)汽轮机转子与汽缸的相对膨胀，称为胀差。习惯上规定转子膨胀大于汽缸膨胀时的胀差值为正胀差，汽缸膨胀大

13、于转子膨胀时的胀差值为负胀差。胀差数值是很重要的运行参数，若胀差超限，则热工保护动作使主机脱扣。首先我们要知道监测器的位置；希望大家回去了解一下    (二)使胀差向正值增大的主要因素简述如下：   (1)启动时暖机时间太短，.升速太快或升负荷太快。   (2)汽缸夹层、法兰加热装置的枷热汽温太低或流量较低，引起汽加热的作用较弱。   (3)滑销系统或轴承台板的滑动性能差，易卡涩。   (4)轴封汽温度过高或轴封供汽量过大，引起轴颈过份伸长。   (5)机组启动时，进汽压力、

14、温度、流量等参数过高。   (6)推力轴承磨损，轴向位移增大。   (7)汽缸保温层的保温效果不佳或保温层脱落。在严寒季节里，汽机房室温太低或有穿堂冷风。   (8)双层缸的夹层中流入冷汽 (或冷水)。   (9)胀差指示器零点不准或触点磨损，引起数字偏差。   (10)多转子机组，相邻转子胀差变化带来的互相影响。（高，中不影响。中，低影响）   (11)真空变化的影响。后面讲一讲   (12)转速变化的影响。？后面讲一讲(13)各级抽汽量变化的

15、影响，若一级抽汽停用，则影响高差很明显。   (14)轴承油温太高。   (15)机组停机惰走过程中由于 “泊桑效应”的影响。    (三)使胀差向负值增大的主要因素简述如下：   (1)负荷迅速下降或突然甩负荷。   (2)主汽温骤减或启动时的进汽温度低于金属温度。   (3)水冲击。   (4)汽缸夹层、法兰加热装置加热过度。   (5)轴封汽温度太低。   (6)轴向位移变化。   

16、;(7)轴承油温太低。   (8)启动时转速突升，由于转子在离心力的作用下轴向尺寸缩小，尤其低差变化明显。   (9)汽缸夹层中流入高温蒸汽，可能来自汽加热装置，也可能来自进汽套管的漏汽或者轴封漏汽。重点讲一讲，真空及转速对胀差的影响凝汽器真空：真空对胀差的影响要根据不同的机组、不同汽缸作具体分析。在机组的转速和负荷一定时，真空改变将影响机组的蒸汽流量，真空提高，蒸汽流量减少，真空降低，蒸汽流量增加。对于高压缸，凝汽器真空提高，调速汽门适当关小，节流后温降也略大些，主蒸汽流量减少，使高压转子的加热速度减慢，这样高压汽缸的正胀差会相对稳定，甚至会减少。相反

17、情况将使高压缸的正胀差增大。对于中间再热机组，当蒸汽流量减小后，因锅炉燃烧不变，中间再热器的贮热量为一定值。通过的蒸汽流量减少，则蒸汽温度升高，引起中压缸的正胀差增大。由此可看出，启动过程中，提高真空对缓和高压汽缸正胀差有利，对中压汽缸不利，对低压汽缸不一定有利，降低真空对改变中低压汽缸正胀差有利。转速的影响：在启动、停机的升降速过程中，会发现转速对胀差有一些影响，特别是对叶片较长和平均直径较大的低压转子，这种影响尤为明显。这是因为转速影响到转子的摩擦鼓风损失，同时也改变了转子旋转离心力的大小，摩擦鼓风损失产生的热量将影响转子的膨胀量，特别在小流量下，这种影响尤为显著，但和蒸汽流量有关，流量大

18、时，可保证转子得到足够的冷却，这种影响逐渐减小，所以在正常运行中没啥影响，但在正常运行中应没啥影响。如有分析是频率改变对测量装置的影响。二 胀差与轴向位移的关系；胀差与轴向位移都是以推力盘为零点（一般都以冷态时非工作瓦紧贴盘为零点）不同的是胀差的测量在各缸的轴承处，而轴向位移的测量在推力盘。轴向位移变化，胀差一定有变化，而胀差变化轴向位移不一定有变化规定转子大于汽缸的膨胀为正，汽缸大于转子为负，轴向发电机方向窜动轴向位移为正。轴向机头方向窜动为负。汽轮机结构特点是；离推力瓦越远，隔板，叶轮的间隙越大，在推力盘处，胀差为零。一般；加负荷，升高温度，正差大，停机时，温度下降，负荷减少，负差大，启机

19、时，轴封供汽温度高于汽缸的金属温度，正差大，而低于金属温度负差大（热态）在停机时由于低压缸蒸汽流量小，鼓风热量带不走，加热转子，正差大。当排汽温度上升时，低缸负胀差大。转子与汽缸最大的胀差出现在低压缸高压缸与转子的膨胀方向一致，都是指向机头，可以近似的看做轴向间隙的变化中压缸，低压缸的膨胀方向与高压缸相反，指向发电机，一般是高，中不影响，而中，低相互影响。当汽封供汽时；供汽开始，胀差都是往正的方向发展，因此，供汽时间越长正胀差越大。升速时（不指中压缸启动）高压缸上升，因为主要是调节级做功，中缸基本不变，而低缸变化不大。带负荷后；随负荷的增加，高压缸变化大热态；一般主汽压力较高，相同工况下，调速

20、汽门开度小（比冷态时）蒸汽还是节流的，节流后气温还是下降的，因此转子，汽缸还是受到冷却，其中转子冷却较快，下面是经验值当汽缸温度在350以上时，汽封供汽后，高，中低压胀差是减小的当汽缸温度在250以下时，基本不变.当轴向位移为正时；高压缸胀差向负值方向变化，中，低压向正值方向变化。当轴向位移为负值时；大轴向机头方向串动，高压胀差向正变化，而中，低向负变化。对照胀差来说；当轴向位移负值大时，高缸胀差升，中，低缸胀差下降怎样控制机组胀差 正；控制转子的膨胀，加大汽缸的膨胀。对于进如汽缸的蒸汽来说就是停止升温或适当降温，停止加负荷或减负荷。增加暖机时间。控制转子；就是降低轴封供汽温度（如切换汽源，改

21、高温为低温，比方讲厂用汽改除氧器供），减少轴封段的流动量（降低轴加负压）加速汽缸膨胀可通过早投入法兰加热提高汽源压力温度，低缸可适当降低真空提高排汽温度。负；控制转子的收缩，加大汽缸的收缩，对于进入汽缸的蒸汽就是停止降温或适当升温，停止减负荷或适当加负荷，增加暖机时间，控制转子收缩就是投入轴封高温蒸汽（由除氧器改厂用汽）减少低温轴封的蒸汽流动量，提高高温轴封的供汽压力，使高温轴封沿轴向低温段流动，加速汽缸收缩。可通过尽早投入法兰，夹层的低温汽源，低压缸可适当提高真空，降低排汽温度。其实主要还是蒸汽参数影响的滑销系统的卡涩不灵活的监测手段；通过缸温与高，中，低缸的绝对膨胀对应曲线比较和在加负荷过

22、程中汽缸膨胀是否有突跳现象来确认。对转子来说；轴封汽温度的控制，对汽缸来说，进汽温度的控制，及启机时，法连及夹层加热，升速，加减负荷，或真空高，低控制。.四 热膨胀汽轮机在开机过程中由于受热使其汽缸膨胀，如果膨胀不均匀就会使汽缸变斜或翘起，这种变形会使汽缸与基础之间产生巨大的应力，由此带来不对中现象，而这种现象，通常是因为滑销系统“卡涩”所引起的。所以在启机时必须要等膨胀到一定数时，才能升速所以在运行中必须加强汽缸膨胀量的监视，尤其在启机过程中。并防止左右两侧膨胀不均匀（看高缸两侧的进汽温度），以免动静部分发生中心偏斜，造成振动和摩擦事故。为了保证汽缸左右两侧均匀膨胀，一般规定主蒸汽和再热器左

23、右两侧汽温差不应大于28五 轴向推力；首先必须知道滑销系统，画出轴向推力的指向和缸的膨胀方向推力轴承的作用是什么；在机组正常运行或盘车状态，转子与汽缸的相对位置是由推力轴承来限制的，也即转子的推力盘位置受限于推力轴承的工作面与非工作面之间。这种限制决定了转子动叶与汽缸静叶的轴向间隙，也正是这种限制保证了汽机的轴向动静间隙不至于消失，换句话说正是这种限制保证了汽轮机不发生轴向动静摩擦。因此，专业上称推力轴承是转子与汽缸间的相对死点，转子在推力轴承工作面与非工作面之间的位移叫轴向位移。  汽轮机的轴向推力由以下几部分组成:运行中影响轴向推力的因素很多，基本上轴向推力的大小与蒸汽流量的大小

24、成正比。       (1) 蒸汽进入汽轮机膨胀做功，除了产生圆周力推动转子旋转外，还将使转子产生与蒸汽流向相反的轴向推力，汽流作用在动叶片上的轴向分力.       (2) 由于汽轮机叶片带有一定的反动度汽轮机每一级动叶片都有大小不等的压降，在动叶片前后也产生压差，因此它的每级叶轮前后都存在着压力差,这个压差作用在轮盘上就产生顺着汽流方向的轴向力.       (3) 还有隔板汽封间隙中的漏汽也使叶轮前后产生压差，形成与蒸汽流向相同的轴向推力。（4） 作用在转子台阶上的轴向

25、力. 以上几种力组成了汽轮机总的轴向推力.轴向推力的大小与蒸汽流量成正比,也就是负荷最大时轴向推力最大.推力轴承工作失常或称故障的现象、原因和危害主要有如下几种：1、推力瓦温度高其原因一般有润滑油温偏高、润滑油温过度低、润滑油压低、推力轴承进/回油不畅、轴向推力大、蒸汽参数异常、机组负荷高、加热器运行方式改变（突然停运）、机组轴向振动异常、蒸汽品质长期不合格导致通流部分结垢等。推力瓦温度过高，有可能损伤推力瓦，严重时发生烧瓦、轴向位移异常、动静部分摩擦等事件。2、轴向位移异常 其原因通常有机组负荷突变或超负荷运行、轴向推力大、蒸汽参数异常、加热器运行方式改变、系统周波异常、蒸汽品质长

26、期不合格导致通流部分结垢、断叶片、缸胀异常、推力瓦磨损、推力盘磨损、机组轴向振动异常、凝汽器真空异常等。轴向位移异常超出许可范围将导致机组轴向动静摩擦，严重时将毁坏机组。（谈一谈周波对串轴的影响； 周波影响串轴；原由；转数下降，叶片圆周速度下降，速比下降，叶片速度三角形，相对速度也改变了，蒸汽离开动叶时，力的方向改变了，再有测量装置误差。     3、轴向位移与差胀有何关系？答；轴向位移与差胀的零点均在推力瓦块处，而且零点定位法相同，测量点都在推力盘，都是以工作瓦紧靠推力盘为零点，就是测量位置不同，一在推力盘处，一在后轴承箱上轴向位移变化时，其数值虽然较小，但大轴总位移发生变化。轴向位移为正值时，大轴向发电机方向位移，差胀向负值方向变化；当轴向位移向负值方向变化时，汽轮机转子向机头方向位移，差胀值向正值方向增大。如果机组参数不变，负荷稳定，差胀与轴向位移不发生变化。机组起停过程中及蒸汽参数变化时，差胀将会发生变化，而轴向位移并不发生变化。运行中轴向位移变化，必然引起差胀的变化。 温度低影响串轴；总焓降减少，蒸汽绝对速度也减少，相对速度也改变了，蒸汽因而产生一定的反动力作用叶片上压力低对串轴的影响；级的反动度增加了，一般都是前几级，既叶片中的焓降增加了，使叶片前，后压差大了，还有真空高了，使末机叶片焓降