本文系統(tǒng)地闡述了關(guān)于TSI系統(tǒng)在火電機(jī)組中安裝和調(diào)試的方法經(jīng)驗(yàn)，并對(duì)TSI系統(tǒng)主要故障原因做出了分析，同時(shí)根據(jù)實(shí)際工況中出現(xiàn)的問題做出分析并提出解決辦法，從而提高讀者對(duì)TSI系統(tǒng)安裝與調(diào)試的水平。

1、引言
汽輪機(jī)安全監(jiān)視系統(tǒng)(TSI)是一種集保護(hù)和檢測(cè)功能于一身的永久監(jiān)視系統(tǒng)，是大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械必不可少的保護(hù)系統(tǒng)。TSI可以對(duì)機(jī)組在啟動(dòng)、運(yùn)行過程中的一些重要參數(shù)能可靠地進(jìn)行監(jiān)視和儲(chǔ)存，它不僅能指示機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)、記錄輸出信號(hào)、實(shí)現(xiàn)數(shù)值越限報(bào)警、出現(xiàn)危險(xiǎn)信號(hào)時(shí)使機(jī)組自動(dòng)停機(jī)，同時(shí)還能為故障診斷提供數(shù)據(jù)。筆者在此匯總關(guān)于TSI探頭安裝和調(diào)試中積累的經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合印尼巴齊丹2×315MW燃煤電廠實(shí)際安裝調(diào)試過程出現(xiàn)的問題及解決辦法，供大家參考。

2、TSI系統(tǒng)介紹
TSI系統(tǒng)主要都由傳感器、前置器、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成。
傳感器系統(tǒng)將機(jī)械量轉(zhuǎn)換成電參數(shù)(頻率f，電感L，品質(zhì)因素Q，阻抗Z等)，傳感器輸出的電參數(shù)信號(hào)經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)連線送到監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，由監(jiān)測(cè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為測(cè)量參數(shù)進(jìn)行顯示、記錄及相關(guān)的信息處理。

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)又稱為框架，一個(gè)框架由三部分組成：電源、系統(tǒng)監(jiān)測(cè)器和監(jiān)測(cè)表。電源(總被放在框架的第一位置)為裝在框架內(nèi)的監(jiān)測(cè)表及相應(yīng)的傳感器提供規(guī)定的電源；系統(tǒng)檢測(cè)器(總被放在框架的第二位置）檢驗(yàn)供電水平以確保系統(tǒng)正常運(yùn)行，它控制報(bào)警點(diǎn)的設(shè)置和系統(tǒng)復(fù)位同時(shí)具有控制系統(tǒng)“OK”的功能，“OK”(正常工作)表明系統(tǒng)的傳感器及現(xiàn)場(chǎng)接線是在規(guī)定的水平上進(jìn)行；監(jiān)測(cè)表不僅可以顯示傳感器系統(tǒng)是否正常運(yùn)行，還可以指示傳感器的測(cè)量值，并在越限時(shí)報(bào)警。

3、TSI安裝與調(diào)試注意事項(xiàng)
3.1 安裝前的注意事項(xiàng)
①設(shè)備必須檢定合格，并由具有相關(guān)計(jì)量資質(zhì)的單位出具檢定合格報(bào)告；
②保持安裝相關(guān)區(qū)域的清潔，同時(shí)將傳感器、前置器、支架、接線箱等設(shè)備清理干凈；
③安裝傳感器之前，必須先將支架，前置器，接線箱等相關(guān)配件安裝完成。
④前置器的接線箱應(yīng)選擇安裝在振動(dòng)小且便于檢修的位置。

3.2 TSI安裝要點(diǎn)與注意事項(xiàng)
3.2.1 安裝要點(diǎn)
3.2.1.1 轉(zhuǎn)速、零轉(zhuǎn)速及超速
①安裝磁感應(yīng)轉(zhuǎn)速傳感器時(shí)注意傳感器探頭表面磁鐵所產(chǎn)生的磁場(chǎng)與觸發(fā)體邊沿必須成直角，有的制造廠會(huì)在傳感器探頭面上設(shè)計(jì)一個(gè)黑點(diǎn)，安裝時(shí)黑點(diǎn)必須面對(duì)機(jī)頭或機(jī)尾。
②安裝時(shí)一定要使半圓型的支架與齒輪間的距離盡量保持一致。

、



圖1 轉(zhuǎn)速、零轉(zhuǎn)速及超速示意圖

3.2.1.2 軸向位移
①一定要確認(rèn)傳感器安裝方向，若是反向安裝，則需要在組態(tài)軟件里取反。



圖2 軸向位移示意圖

3.2.1.3 脹差
①當(dāng)整個(gè)轉(zhuǎn)子向電機(jī)方向推到推力盤緊貼工作瓦面時(shí)定測(cè)量零點(diǎn)，并將轉(zhuǎn)子膨脹方向作為脹差正方向。



圖3 脹差示意圖

3.2.1.4 軸振
① 每個(gè)軸承處安裝的2支軸振互成90°，垂直于軸承，每支傳感器與地面呈45°夾角。



圖4 軸振示意圖

3.2.1.5 蓋振
①蓋振一般安裝在各軸承箱上，應(yīng)該在軸承箱蓋扣好并緊固完所有螺栓后安裝。
②一定要確保安裝表面光滑、無顆粒劃痕，且傳感器與軸承蓋成剛性連接。



圖5 蓋振示意圖

3.2.1.6 熱膨脹
①連接電纜接頭處線纜應(yīng)用焊接固定，連接電纜應(yīng)套上金屬軟管并用線卡固定在軸承箱上。



圖6 熱膨脹示意圖

3.2.1.7 偏心、鍵相
①注意鍵相安裝時(shí)，不能正對(duì)著鍵相槽安裝。
 
3.2.2 TSI安裝注意事項(xiàng)
①檢查前置器與傳感器的型號(hào)是否對(duì)應(yīng)，一般前置器上都標(biāo)有配套傳感器的型號(hào)與編號(hào)。
②傳感器的線路要遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁干擾源和高溫區(qū)；鋪設(shè)延長(zhǎng)線時(shí)，要確保延長(zhǎng)線的固定與走向不會(huì)出現(xiàn)損傷其的可能，且盡量遠(yuǎn)離噴油嘴，延長(zhǎng)線的長(zhǎng)度不得任意改變。
③傳感器與延長(zhǎng)線連接插頭要插接牢固防止松動(dòng)、并用絕緣熱縮管密封，延長(zhǎng)線應(yīng)在軸承箱內(nèi)壁上用線卡固定牢固防止被機(jī)械損壞，延長(zhǎng)線引出機(jī)組外殼的部分要保證絕緣且浮空，延長(zhǎng)線與電纜的連接必須做到連接牢固、接觸良好、絕緣符合要求。
④傳感器至前置器之間各接頭部位應(yīng)做好密封防油措施，前置器連接插頭要插接牢固防止松動(dòng)。
⑤延長(zhǎng)線除廠家配套的防油絕緣措施外，安裝時(shí)最好另外增加一層保護(hù)措施，例如：在延長(zhǎng)線最外層加套熱縮管用扎帶扎緊、然后再用厚實(shí)的白紗布將接頭處包裹好。
⑥傳感器引出線應(yīng)固定牢固，在軸承箱上的引出口應(yīng)密封嚴(yán)密、無滲漏；接線箱進(jìn)線孔要密封好，做好防油、防漏汽、防漏水、防灰塵等措施，確保接線箱內(nèi)干凈整潔。
⑦屏蔽線原則上應(yīng)在機(jī)柜側(cè)單點(diǎn)接地，所以接線盒側(cè)的屏蔽線應(yīng)該用絕緣膠布包好，防止接地。
⑧發(fā)電機(jī)勵(lì)端傳感器及附件的安裝不得破壞發(fā)電機(jī)勵(lì)端與地的絕緣。
⑨安裝完成后，應(yīng)確保傳感器、延長(zhǎng)線、前置器、電纜與各處接頭插頭的干凈整潔。

3.3 機(jī)柜上電檢查
監(jiān)測(cè)機(jī)柜安裝就位后，由調(diào)試人員進(jìn)行通電前檢查，主要檢查有無機(jī)械損壞以及有無短路現(xiàn)相，尤其是電路板的插座柱針是否短路，檢查后一切正常后才可以通電。

首次通電前應(yīng)把所有監(jiān)視器板及電源板撥出，合上電源開關(guān)送電，檢查兩路220VAC±10%電壓和指示燈是否正常，并做電源切換試驗(yàn)，如無異常關(guān)斷電源，進(jìn)行下一步。

按照相應(yīng)的圖紙所示位置和名稱，插上模件工作電源板，觀察各指示燈是否正常，測(cè)量各電源板的輸出是否正常，端子編號(hào)請(qǐng)見相應(yīng)的“汽輪機(jī)安全監(jiān)視裝置圖”，如無異常關(guān)斷電源進(jìn)行下一步。

按照相應(yīng)的圖紙所示位置和名稱把各監(jiān)測(cè)板插入到相應(yīng)位置，檢查電源指示和各板件面板指示是否正常，如無異常，關(guān)斷電源，準(zhǔn)備TSI傳感器調(diào)試。

3.4 TSI調(diào)試注意事項(xiàng)
①調(diào)試時(shí)應(yīng)將安裝情況復(fù)查一遍，特別是零位、安裝方向、各接頭接觸情況及各處密封情況，先將安裝不當(dāng)?shù)囊蛩嘏懦?/span>
②盤柜上電后必須重新檢查傳感器的間隙值或間隙電壓，如與安裝時(shí)出現(xiàn)較大的誤差，則必須重新調(diào)整。
③檢查傳感器-TSI-DCS等控制回路，看是否有線路短接、接地等現(xiàn)象。
④注意供電情況，檢查前置器的輸入電壓是否為-25V左右。我曾經(jīng)用直流電源直接對(duì)傳感器進(jìn)行過電壓調(diào)整試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)輸入電壓大概在-23V到-27V左右都對(duì)探頭的測(cè)量值沒有明顯的影響，如果電壓再低或是再高就會(huì)產(chǎn)生影響了。
⑤注意檢查絕緣屏蔽情況，做好防干擾措施。
⑥TSI系統(tǒng)傳感器調(diào)整不可在熱態(tài)下進(jìn)行，因?yàn)檎羝M(jìn)入汽輪機(jī)后，轉(zhuǎn)子和汽缸均會(huì)膨脹。由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量較小，升溫較快，故而膨脹比汽缸快且較快產(chǎn)生脹差。熱態(tài)下的脹差值很難計(jì)算且不便于修正，因此，TSI系統(tǒng)傳感器調(diào)整應(yīng)在常溫下進(jìn)行才能準(zhǔn)確的顯示出機(jī)組靜止部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分之間的相對(duì)軸向位移。

4、TSI系統(tǒng)主要故障原因分析
根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，歸納總結(jié)會(huì)引起TSI系統(tǒng)故障的原因，如下：

4.1 TSI安裝調(diào)試不當(dāng)。例如：
①位移傳感器零位出錯(cuò)，安裝方向出錯(cuò)；
②傳感器安裝固定不當(dāng)；
③傳感器、延長(zhǎng)線、前置器不配套，信號(hào)電纜選型不當(dāng)；
④延長(zhǎng)線因各種原因受損，造成接地；
⑤信號(hào)屏蔽不符合要求，接線不符合規(guī)范；
⑥各接頭處松動(dòng)，受油污染；
⑦傳感器所探測(cè)部位不光滑、有污漬或是有明顯的痕跡(如壓痕、刮痕）等。

4.2 電源裝置故障。例如：
①只設(shè)計(jì)了一路電源；
②兩路電源切換時(shí)間過長(zhǎng)或無法切換；
③電源卡件配備或布置不合理等。

4.3 TSI受運(yùn)行環(huán)境影響，或受到干擾，導(dǎo)致信號(hào)異常。例如：
①傳感器的安裝位置不符合傳感器檢測(cè)的要求；
②受電廠運(yùn)行環(huán)境影響，串入干擾信號(hào)影響測(cè)量，其中最明顯的便是盤車與勵(lì)磁附近的傳感器等。

4.4 裝置測(cè)量部件的故障。例如：
①傳感器的特性曲線變差；
②傳感器、前置器、卡件等電子元件老化；
③延長(zhǎng)線、信號(hào)電纜老化等。

4.5邏輯或軟件組態(tài)設(shè)置(例如門檻電壓和線性)不當(dāng)，導(dǎo)致信號(hào)不正?；蚴潜Ｗo(hù)易動(dòng)、誤動(dòng)。

5、實(shí)例分析
巴齊丹2×315MW燃煤電廠采用的TSI傳感器是德國(guó)epro的，TSI及MTSI系統(tǒng)是由東汽自控提供的。在實(shí)際安裝過程中，將大小機(jī)軸振、偏心、鍵相等間隙電壓定在-12V。

5.1 故障：在機(jī)組運(yùn)行期間，大機(jī)1X、1Y軸振在啟機(jī)后不久就開始出現(xiàn)跳變的情況，運(yùn)行一段時(shí)間后跳變更加頻繁最后變?yōu)閴狞c(diǎn)，停機(jī)后過一段時(shí)間恢復(fù)正常。
分析及處理：檢查電壓、屏蔽接地、延長(zhǎng)線、各處接頭插頭、電纜接線情況，未發(fā)現(xiàn)任何異常，最后發(fā)現(xiàn)就地接線箱穿線孔密封不嚴(yán)，運(yùn)行時(shí)可能漏汽從而導(dǎo)致前置器和接線端子受潮短路。重新密封穿線孔，再次啟機(jī)后此情況消失。

5.2 故障：大機(jī)2X軸振無論冷態(tài)、熱態(tài)均壞點(diǎn)。
分析及處理：根據(jù)情況分析，因?yàn)槭菈狞c(diǎn)，首先檢查間隙電壓，發(fā)現(xiàn)間隙電壓為零，排除盤柜側(cè)影響后，至就地接線箱檢查，發(fā)現(xiàn)前置器完好、插頭緊固、接線無異常，然后檢查延長(zhǎng)線，發(fā)現(xiàn)延長(zhǎng)線有接地現(xiàn)象，拆下后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)延長(zhǎng)線有明顯燒壞痕跡，經(jīng)詢問得知停機(jī)期間有人在2軸附近動(dòng)焊，推測(cè)延長(zhǎng)線被焊渣燙壞導(dǎo)致接地。更換延長(zhǎng)線后，測(cè)點(diǎn)恢復(fù)正常，啟機(jī)后測(cè)點(diǎn)亦無異常。

5.3 故障：大機(jī)4X、4Y、5X和5Y軸振冷態(tài)正常，啟動(dòng)盤車和運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)過大。
分析及處理：根據(jù)情況分析，最大可能為盤車或頂軸油影響，檢查其它因素?zé)o問題后，開蓋檢查，發(fā)現(xiàn)延長(zhǎng)線接頭處密封松動(dòng)不合格，接頭處有明顯油漬。重新布置延長(zhǎng)線、做好防油措施、做好防干擾措施后故障情況消失。

5.4 故障：機(jī)組運(yùn)行過程中，大機(jī)6X軸振數(shù)值過大有時(shí)出現(xiàn)壞點(diǎn)，6Y軸振數(shù)值過大。
分析及處理：故障排除思路(檢查機(jī)柜側(cè)因素-檢查就地接線箱因素-檢查汽輪機(jī)內(nèi)部部分因素)，檢查至接線箱時(shí)發(fā)現(xiàn)6X前置器與傳感器型號(hào)不配套，檢查至汽機(jī)內(nèi)部發(fā)現(xiàn)6Y傳感器松動(dòng)，更換6X前置器、重新調(diào)整6Y傳感器并安裝牢固后，故障情況消失。

5.5 故障：大機(jī)偏心冷態(tài)時(shí)數(shù)值過大、有跳變情況，熱態(tài)時(shí)壞點(diǎn)。
分析及處理：故障排除思路(檢查機(jī)柜側(cè)因素-檢查就地接線箱因素-檢查汽輪機(jī)內(nèi)部部分因素），結(jié)合偏心測(cè)點(diǎn)的特點(diǎn)(受鍵相影響)，排查完后發(fā)現(xiàn)大機(jī)偏心延長(zhǎng)線未固定好、防油措施不合格，運(yùn)行時(shí)延長(zhǎng)線接頭處長(zhǎng)期與油接觸，同時(shí)接線盒側(cè)屏蔽線因絕緣膠布有油漬脫落導(dǎo)致接地。處理完成后，故障情況消失。

6、總結(jié)
隨著自動(dòng)化水平的提高，汽輪機(jī)TSI的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性變得越來越重要。正確并準(zhǔn)確的安裝并調(diào)試TSI是確保TSI系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，也是精確反映汽輪機(jī)安全運(yùn)行的重要保障。希望這篇文章能對(duì)廣大同行提供一些幫助。

作者：鄭重、梅麗紅

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