机组仪表讲课

机组仪表讲课第1页/共37页1．大、中型机组的监测对象：

大型机组的监测对象主要是围绕机轴进行的，包括轴温、轴振动、轴位移、轴转速（另外附属的还有润滑油的温度和压力监控)。因此，我们把对机轴的各种参数进行监测的仪表叫机轴系统仪表，简称轴系仪表。2．大、中型机组为什么要对轴温、轴振动、轴位移以及油温和压力进行监测及控制呢？1）机组价格昂贵；2）机组都使用在生产装置的关键位置；3）机组运行中的能量巨大，一旦失控将是毁灭性和灾难性的。确保装置的安全高效运行，机组得安全高效运行。轴系仪表是为确保压缩机组安全运行而设置的，轴系仪表主要用于保护机组、检测机组运行状态。当轴温、轴振动、轴位移达到联锁预设值时，系统触发联锁条件让压缩机停运。一、探头应用及测量原理第2页/共37页轴系仪表字母功能介绍首字母V：轴振动，上位单位um;Z：轴位移，上位单位um;S：速度，上位单位rpm;K：键相（也称速度），上位单位rpm;T：温度，上位单位摄氏度。字母第二位E：检测元件T：变送或转换I：指示第3页/共37页壳牌二氧化碳压缩机的机组仪表探头第4页/共37页探头的高频同轴接头第5页/共37页位移探头安装第6页/共37页机组温度测量第7页/共37页3．在大型机组监测中的单位换算：

1mm=1000μm1道=10μm=0.01mm1mils=25μm=1/1000英寸在探头的线性范围内,探头距监测点每变化125μm前置器输出对应的直流电压就变化1V,这是理想状态。（如果测得交流电压为70mV,则振动值为25μm）（不同厂家的探头其值可能各不相同）。

第8页/共37页4．各测量元件的组成结构及工作原理：振动、位移、转速都是非接触式电涡流传感器。(俗称探头)塑封锁紧镙帽高频线圈引出线拧紧式插接件同轴电缆被测物体第9页/共37页检修拆除的振动探头第10页/共37页检修拆除的振动探头第11页/共37页探头的工作原理是基于电磁感应原理进行工作的。当探头的高频线圈通上高频电流后，探头周围产生高频磁场，高频磁场作用于被测物体使被测物体产生电涡流,电涡流本身又产生一个高频磁场，这个磁场反作用于高频线圈产生的磁场。距离越近作用越强。从高频线圈取出一个受变化的电压来反映被测物体的位置变化。第12页/共37页探头工作原理如下图所示第13页/共37页5、振动与位移位移与振动的定义：

轴向径向轴的运动方向与轴向方向一致的运动状态称位移；轴的运动方向与轴的径向方向一致的运动状态称振动。第14页/共37页测量轴的径向振动时，每个测点应安装两个传感器探头，两个探头分安装在轴承两边的同一平面上相隔90°(±5°)。由于轴承盖一般是水平剖分的，因此通常将两个探头分别安装在垂直中心线每一侧45°，定义为X探头(水平方向)和Y探头(垂直方向)。如图2-2所示。理论上，只要安装位置可行，两个探头可安装在轴承圆周的任何位置，保证其90°(±5°)的间隔，都能够准确测量轴的径向振动。第15页/共37页通常将轴的径向振动测量探头安装在传感器的线性范围中点，对应的前置器输出电压为中点电压(线性范围中点间隙值和中点电压值可以从校准数据单或校准曲线中查到），一般电压输出传感器线性中点电压为-10V左右。第16页/共37页测量轴的轴向位移时，测量面应该与轴是一个整体，这个测量面是以探头中心线为中心，宽度为1.5倍探头头部直径的圆环。第17页/共37页6、键相键相（转速）就是轴每分钟转动的周数，键相器测量就是通过在被测轴上设置一个凹槽或凸键，称着键相标记。当这个凹槽或凸键转到探头安装位置时，相当于探头与被测面间距突变，传感器会产生一个脉冲信号，轴每转一圈，就会产生一个脉冲信号，同时通过对脉冲计数，可以测量轴的转速。第18页/共37页

7．前置器

前置放大器简称前置器，它实际上是上个电子信号处理器：一方面前置器为探头线圈提供高频交流电源，通常为-24VDC。另一方面前置器感受探头前面由于金属导体靠近引起探头参数的变化，经过前置器处理，产生随探头端面与被测金属导体间隙线性变化的输出电压或电流信号。VT-COM+OUT-高频振荡电路取样电路放大整形电路输出电路探头连接插件接线端子第19页/共37页前置器第20页/共37页前置器第21页/共37页

二、探头安装

轴位移探头安装步骤：1、探头安装前检查探头的丝口光滑平整，探头表面无油污或其它异物。旋转固定螺帽进退自如，无卡涩现象。2、用卡尺量准汽轮机转子与固定盘的间距,旋转探头上的固定螺帽，将螺帽与探头前端的距离调整至稍大于量准的间距位置。探头旋进固定盘时用力不要太猛，感觉碰到异物，要马上旋出探头检查，以免损坏探头。第22页/共37页3、给本特利3500送电，在现场本特利前置放大器的VT端和COM端接上万用表，检查24V电源是否正常。4、将探头电缆的连接接头与前置放大器的延伸电缆的连接接头连接好。5、用万用表接好本特利前置放大器的OUT端和COM端，旋转探头上的固定螺帽,调整探头与转子的间距。标准电压值9.75±0.2V。

6、查上位机显示的相应轴振示值是否正常。第23页/共37页轴振探头安装步骤：1、头安装前检查探头的丝口光滑平整，探头表面无油污或其它异物。旋转固定螺帽进退自如，无卡涩现象。2、卡尺量准汽轮机转子与上缸开口丝孔的间距,旋转探头上的固定螺帽，将螺帽与探头前端的距离调整至稍大于量准的间距位置。探头旋进时用力不要太猛，感觉碰到异物，要马上旋出探头检查，以免损坏探头。第24页/共37页3、本特利3500送电，在现场本特利前置放大器的VT端和COM端接上万用表，检查24V电源是否正常。4、探头电缆的连接接头与前置放大器的延伸电缆的连接接头连接好。5、万用表接好本特利前置放大器的OUT端和COM端，旋转探头上的固定螺帽,调整探头与转子的间距。标准电压值(-)9.75V。6、查上位机显示的相应轴振示值是否正常，在停机盘车状态下10um以下为正常。

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探头安装注意事项

1、轴位移探头安装前，要及时与风机工艺检修人员联系，一定要在顶轴后再开始安装。2、探头电缆与延长电缆连接、延伸电缆与前置器的连接要正确，延伸电缆的连接接头应用专用的接头保护器或热缩管、绝缘胶带包好。严禁将接头裸露。严禁接头与任何金属接触。3、轴位移、轴振探头安装前，仔细检查前端有无磨损，擦伤。第26页/共37页三、探头校验1．TK3–2校验仪第27页/共37页TK3-2校准仪的使用

TK3-2校准仪可以模拟机械振动，用以校准轴向位置和径向振动监测仪，它可以鉴定监测仪读数装置，以及驱近式传感器系统的工作状态。用一个棒状的千分尺，可以检查传感器系统并可校准位置监测器。TK3-2具有安装并固定被校准探头的套筒，当校准时，把探头固定在该筒内，而被测物体的接近或离开的程度，要由校准的要求决定其每次递增或递减的大小，前置器的输出，用电压表指示或记录。为校准振动监测器，TK3-2的有一个由电机驱动的倾斜圆盘，在盘上面，有一安装探头的可以摆动摇臂。它可以绕某一点摆动，而使探头对准斜盘上的某一位置，并加以固定，使该位置满足所要求的机械振动大小。TK3-2还有一个具有刻度盘的千分表，可以对该振动的大小进行测量。第28页/共37页2．千分尺千分尺每一小格是１道第29页/共37页千分尺的使用小指针大指针锁紧旋钮如图所示，把千分尺安装在盘架上，使检测头适当靠抵被测盘，使小指针指在中间刻度位置。然后用锁紧旋钮定好千分尺，再用手轻轻拨动被测盘，使之转动一周，记下千分尺所测数据。如数据不是需要的，则松开位置固定旋钮，拨动位置调整臂寻找合适的检测点，找到后拧紧位置固定旋钮。检测头被测盘位置固定旋钮位置调整臂TK3-2第30页/共37页1:转速校验1):仪器转速为10000转/分钟(要求不同,转速不同)则F=(10000/60)×15=2500Hz

频率脉冲由频率发生器产生，脉冲幅值应在6V以上，但有的轴向仪幅值为3V以下便可启动时，幅值可低些。

左侧公式中15是齿数。如下图为四齿。它如果每秒转5周，那么探头将在一秒钟内输出20个脉冲信号。显示仪表将把接受到的20个脉冲除以4，得到显示为5数。PROXIN24VDCCOM电源COM频率发生器显示仪对显示仪进行校验的校验图第31页/共37页2、模拟现场转速试验：

注：当转速达到了一定的值时，转速显示才有指示，若电压值低于某值时，也不显示，是由于门电路未打开，可通过调门电位器实现。PROXPWRCOMPROXIN显示仪前置放大器DC24vCOMOUTPUT转速探头的动态校验图TK3-2探头固定支承转盘电源开关调速旋钮第32页/共37页3、振动、位移、转速探头的静态校验图1．让探头靠近套筒千分尺（用后端小旋钮），记下此时的间隙和输出电压（应在1V以下）。再使间隙每次增加12.5道，分别记下输出电压。2、对于振动和转速探头的安装，取线性段的中点作为安装值进行安装。例：一支探头的线性范围在1.25V~18.25V，那么其线性中点为9.75V。那么振动探头和转速探头安装时的安装电压可选取在9±0.5V。

TK3-2套筒千分尺探头固定支承PROXPWRCOMPROXIN显示仪前置放大器万用表DC24vCOMOUTPUT第33页/共37页4、振动、位移探头的动态校验步骤：1、用千分尺测出被测盘的振动幅值，并记录下来。

2、如上图，把探头安装在TK3-2的安装架上，用万用表的直流电压档测出探头的安装电压是不是在允许的安装范围，如果不是，就继续调整，如果是就进行下一步。

3、接上电源，启动被测盘的驱动电机并把转速调在全速80%左右。看显示仪表所显示的值是不是与千分尺测出的一致。（千分直必须是合格的）

4、按上面1、2、3、步，分别做三个点。第一个点取一级报警值的50%，第二个点取一级报警的值，第三个点取二级报警的值。

PROXPWRCOMPROXIN显示仪前置放大器万用表DC24vCOMOUTPUT第34页/共37页校验时要注意的问题：

1、探头、延伸线、前置器的型号要配套。