TSI基础知识

1、MM 6000用于旋转机械的可编程监视和保护系统l 大型汽轮发电机组l 燃汽汽轮机l 水轮机l 工业透平l 压缩机l 风机、鼓风机、齿轮箱l 其它旋转机械MMS6000A热力发电厂系统简图300MW（兆瓦），业内习惯说成30万千瓦机组。其中红线表示的是汽轮机一般工作状况下蒸汽的走向。图中红色部分为转子，蓝色为轴承和止推轴承，绿色为TSI系统常见的传感器的安装位置。TSI：Turbine Supervisory Instrument 汽轮机监视仪表，通过实时测量汽轮机轴振动、轴承振动（瓦振）、轴位移（蹿轴）、胀差（差胀）、轴弯曲、转速等物理量来监测汽轮机的工作状态。并将这些监测量以420mA电流

2、的方式输出给其他系统（如DCS），并提供报警等开关量输出。DEH：Digital Electric Hydraulic Control System 数字电液控制器，由包括计算机在内的电子控制设备和液压执行机构组成的汽轮机控制系统DCS：Distributive Control System 分散控制系统的简称。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。ETS：Emergency Tr

3、ip System 危急遮断系统，用以监视汽轮机的某些参数（某些参数可由TSI提供），当这些参数超过其运行限制值时，该系统就关闭全部汽轮机蒸汽进汽阀门，紧急停机。以保证汽轮机安全运行DAS：Data Acquisition System 数据采集系统MCS： Modulating Control System 模拟量控制系统，控制系统由机组协调控制系统、锅炉主控和汽机主控、各子系统构成，实现对单元机组及辅机系统的调节控制。系统将锅炉汽机发电机组作为一个单元整体进行控制，使锅炉和汽机同时响应控制要求，确保机组快速和稳定地满足负荷的变化，并保持稳定的运行。电厂中常用的名词解释盘车：在汽轮机启动冲转

4、前和停机后，利用以电动机为动力的装置使转子以一定的转速连续转动。目的是保证转子均匀受热和冷却。在启动前利用盘车使转子转动，还可以用来检查汽轮机是否具备运行条件，比如动静之间是否有摩擦，主轴弯曲度是否在允许范围内等。一般盘车的速度分为低速盘车（3-5r/m）和高速盘车（40-70r/m）两种。疏水阀：在蒸汽加热系统中起到阻汽排水作用的阀门电厂中的常用名词解释汽轮机大轴弯曲事故大多数是机组在启动过程中或停机过程以及停机后，由于转子内部受热不均，造成大轴局部热应力过大，超过材料的屈服极限，使得大轴产生了不可恢复的形变。这种形变在受热状况恢复后也不能消除。轴瓦烧损事故主要表现为机组振动加剧，轴瓦乌金温

5、度和润滑油回油温度明显升高。若推力瓦烧损，还表现为轴向位移明显增大，引起轴向位移保护动作。发生轴瓦烧损事故，可能造成轴瓦乌金烧熔、转子轴颈损坏并可能造成汽轮机动静部分摩擦，严重时汽轮机设备损坏。通流部分动静磨损因为大容量汽轮机汽缸多，结构复杂，通流部分动静间隙小，所以汽缸和转子之间的膨胀关系复杂。在起停机或负荷变化时，容易发生动静磨碰。主要原因是汽缸和转子不均匀加热和冷却，启动和运行方式不合理等。要防止动静磨碰，运行中要严格监视汽缸上下温差和胀差是否超限。从以上常见事故中都可以看到TSI系统对于汽轮机安全运行的重要性。汽轮机组常见事故TSI基本的监测对象振动：监测的振动参量主要有l振幅：振幅是

6、振动强度（振动大小）的标志。一般电厂提到的振幅都是指振动往复的位移量大小。l频率：一般来说，振动的频率通常表示为机器转速的倍数。有些机械故障通常会在特定的频率下发生，所以频率是用来区分故障类型的重要参量。l相角：相角可以用来描述任一特定时刻转子的位置，利用振动的相角测量可以确定振动的“高点”相对于转子上某一固定点的位置。根据振动相角信息可以确定机器的动平衡状态和转子上残留的非平衡质量的位置，为机组的平衡工作提供重要的数据依据。振动相角的监测方法示意图振动：TSI主要的振动监测点l轴振动：通常将涡流传感器安装在轴承壳上，测量的是轴相对于轴承壳的振动。左图“探头”即为涡流传感器在轴承壳上的安装方式

7、。一般情况下，为得到完整的轴振动信息，每个监测点都垂直安装一对涡流传感器。TSI基本的监测对象振动：TSI主要的振动监测点l轴承振动：通常利用电磁式振动速度传感器固定安装在轴承壳上，随轴承壳一起振动，输出与振动速度成正比的电压信号。TSI基本的监测对象位置参量主要有：l轴向位置（轴位移）l偏心度峰峰值l胀差（差胀）l机壳膨胀TSI基本的监测对象l轴向位置（轴位移）轴向位置用来描述止推环法兰和止推轴承之间的相对位置。轴向位置的监测主要是防止转子和定子之间的轴向摩擦。一般安装两个涡流传感器探头来监测。TSI基本的监测对象轴向位置传感器的安装示意图由于止推轴承一般都没有安装探头的空间，不能像左图一样

8、安装，所以一般采用右图的方式，监测止推法兰附近的法兰或轴头的轴向位移。要求探测位置距止推法兰的间距不能大于12英寸，否则由于热膨胀的影响，探测面的位移不能直接反映止推法兰和止推轴承之间的间隙。TSI基本的监测对象l偏心度峰峰值（轴弯曲）偏心度峰峰值是对转轴在静态时弯曲的测量。用转轴在慢转速下用涡流传感器输出电压的起伏峰峰值表示。只有在峰峰值低于允许水平时，才能够启动汽轮机。一般情况下，探头最好装在两个轴承跨度之间（图中2号）。但实际情况下，两轴承之间没有安装空间，所以一般安装在轴承外侧（图中1号）。TSI基本的监测对象l胀差对于大型机组，要求启动时或负荷变化时，转子和汽缸必须以同样的比率受热膨

9、胀。如果转子和汽缸受热膨胀的比率不同，就可能发生轴向摩擦而使机器受损。为了测量胀差，需要把传感器安装在与止推轴承相对的汽缸的另一侧，在此处监测到的轴与机壳的位置变化即可反映机壳与转子的相对膨胀。TSI基本的监测对象l机壳膨胀（汽缸膨胀）对于大型机组，除了测量胀差以外，还要监测机壳的膨胀。机壳膨胀通常由安装在机壳外部，以机组地基为参考基准的线性可变差动变压器（LVDT传感器）来监测。l转速转速监测的作用是在机械运行状态分析中找出振动等参量和转速之间的关系。通常利用磁敏不平衡电桥式传感器或涡流传感器感知转子上齿轮或键槽而产生电脉冲，在利用记频设备测试脉冲的频率，从而实时得到转速值。TSI基本的监测

10、对象泵与风机泵与风机是将原动机（比如电动机或辅助小型汽轮机）的机械能转换为被输送液体或气体的压力能和动能的动力设备。其中输送液体的称为泵，输送气体的称为风机。在热力发电厂中，泵与风机起着全厂水、气输送的作用。在热力发电厂系统简图中，可以看到各种泵和风机在电厂系统中所处的位置和作用。给水泵：向锅炉送水循环水泵：为汽轮机的凝汽器送冷却水凝结水泵：派送凝汽器中凝结的水补给水泵：补充管路系统汽水的损失灰渣泵和冲灰水泵：排除锅炉的灰渣润滑油泵：供给汽轮机各处轴承的润滑油排粉风机：输送磨煤机产生的煤粉到锅炉送风机：提供锅炉燃烧用空气以及磨煤机煤粉干燥用风引风机：派送锅炉燃烧后的烟气在发电厂中，由于泵与风机发生故障而引起停机、停炉的例子很多。当今机组向大容量、单元制方向发展，对泵与风机的安全可靠性与主机具有等同的要求。泵与风机运行中的主要振动问题有：流体引起的振动 引起此类振动的因素比较复杂，振动规律性不强。多采用独立的振动监测仪表监测。机械引起的振动 转子质量不平衡（振动周期性强，多与转速同步）转子中心不正（振动周期性强，含有2倍转速的频率成分）平衡盘设计不良原动机