淺談汽輪機組軸承振動監測保護系統
2020-09-27簡單介紹
汽輪發電機轉子是一個高速旋轉機械,如果轉子的質心與旋轉中心不重合則會因為轉子的不平衡而產生一個離心力,這個離心力對軸承產生一個激振力使之引起機組振動,如果這個離心力過大,則機組的振動就會異常。當機組軸承振動超過規定范圍時,將會引起設備的損壞。所以汽輪機組的振動是機組運行必須要監測的一個非常重要的參數,軸承振動的大小直接關系到機組能否安全運行。
結構組成
01 電渦流探頭
軸振即轉軸的相對振動,目前我廠軸振普遍采用電渦流探頭來測得。其探頭中的線圈有高頻電流通過時,產生高頻電磁場并使得被測轉子軸頸表面產生感應電流,并轉化成電壓表示出來。而這個電壓隨軸表面與傳感器之間距離改變而變化,如此即實現了對轉軸振動的測量。
電渦流傳感器探頭對正被測體表面,它能精確地探測出被測體表面相對于探頭端面間隙的變化。通常探頭由線圈、頭部、殼體、高頻電纜、高頻接頭組成,其典型結構如圖所示。
02 前置器和延長線
前置器是一個電子信號處理器。一方面前置器為探頭線圈提供高頻交流電流;另一方面,前置器感受探頭前面由于金屬導體靠近引起探頭參數的變化,經過前置器的處理,產生隨探頭端面與被測金屬導體間隙線性變化的輸出電壓或電流信號。我廠前置器共有三個接線端子power、out和com,正常工作電壓為24VDC。
03 TSI卡件和DCS系統
3500在線機械保護系統是美國本特利內華達公司研制的系統,它采用數字電路技術,是計算機化的監測保護系統,也是目前上Z先進的系統。它具有操作簡單、使用靈活、維護方便、系統易于集成、與DCS系統采用網絡或串行數字通訊、提供操作人員更多的機械保護信息、歷史數據儲存、報警事件追憶、計算機編程組態、一種模塊可組態成多種功能等特點。簡單來說就是接受前置器發送過來的模擬量信號,經處理后送至DCS系統。
安裝方式
測量軸承的相對振動時,每個軸承應安裝兩個電渦流傳感器,兩個探頭分安裝在軸承兩邊的同一平面上相隔90°。定義為X向和Y向振動探頭。
安裝時將探頭、延伸電纜、前置器聯接起來,給傳感器系統接上電源,用萬用表監測前置器的輸出,同時調節探頭與被測面的間隙,當前置器的輸出等于安裝間隙所對應的電壓或電流值時(我們廠本特利3500系統安裝間隙電壓為10VDC),再緊固兩個螺母即可。
聯鎖保護
我們廠普遍采取“二取二”的組合邏輯方案。也就是任意一個軸承的X或/Y方向振動中一個達到報警值,另一個達到跳閘值即觸發振動保護跳閘。默認下,我們廠軸承振動報警值為125um,跳閘值為254um。當振動測點損壞至壞點時,通過測點品質判斷邏輯,將該點退出跳閘邏輯,不再參與跳閘,但仍會報警。
(來源:國電石橫發電有限公司)