汽轮机轴位移、胀差传感器的零位锁定.doc

汽轮机轴位移、胀差传感器的零位锁定〔摘要〕胀差、轴位移是汽轮机监测保护系统最重要的两项技术参数，从理论和实际调试两方面阐述了如何正确地锁定本特利3300系统胀差、轴位移传感器的测量零位；并就如何避免实际安装调试中常常出现的问题，提出了可靠的解决方法，从而为减少因传感器零位锁定不当造成的测量、保护动作误差提供参照。在高参数，大容量汽轮发电机组中，轴位移和胀差是直接反映汽轮机动静间隙的两项最重要的技术参数，也是两项重要保护。目前，由于许多机组的轴系机械安装零位和监测保护系统的电气零位不统一，常常发生检修后的机组因胀差、位移监测系统传感器的零位锁定不当，使该系统在机组启动后，测量误差较大，甚至无法正常监测和投入保护，只能停机处理。因此，检修后机组的轴位移、胀差传感器的零位锁定是直接影响机组启动后，胀差、位移监测系统能否正确反映汽轮机组的动静间隙，从而可靠投入保护的一项重要工作。1胀差、位移监测系统的测量原理胀差、位移监测系统都是利用涡流传感器的输出电压与其被测金属表面的垂直距离在一定范围内成正比的关系，将位移信号转换成电压信号送至监测仪表，从而实现监测和保护的目的。现以300MW机组中N300-16.7/538/538型汽轮机组为例，对美国本特利内华达公司生产的3300/46斜坡式胀差和3300/20轴位移监测系统的测量原理进行阐述(轴位移、胀差的测量一次元件均采纳本特利7200系列81724-00-07-10-02涡流传感器)。1.1本特利3300/46斜坡式胀差监测系统工作原理在机组正常运行中，胀差传感器固定在缸体上，而传感器的被测金属表面铸造在转子上，因此，汽缸和转子受热膨胀的相对差值称为“胀差〞(一般将转子的膨胀量大于汽缸的膨胀量产生的差值做为“正胀差〞，反之为“负胀差〞)。依据“输出电压与被测金属表面距离成正比〞的关系，该差值被涡流传感器测得，并利用转子上被测表面加工的8。斜坡将传感器的测量范围进行扩大，其换算关系为：δ=L×Sin8。式中δ：传感器与被测斜坡表面的垂直距离；L：胀差。如果传感器的正常线性测量范围为4.00mm(即δ＝4.00mm)，则对应被测胀差范围L为：L=δ/Sin8。=4.00/Sin8。=28.74mm由上式可知：胀差传感器利用被测表面8。的斜坡将其4.00mm的正常线性测量范围扩大为28.74mm的线性测量范围，从而满足了对0～20mm的实际胀差范围的测量。传感器将其与被测斜坡表面的垂直距离转换成直流电压信号送至前置扩大器进行整形扩大后，输出0～24VDC电压信号至3300/46斜坡式胀差监测器，分别将A、B传感器输入的信号进行叠加运算后进行胀差显示，并输出开关量信号送至保护回路进行报警和跳闸保护。同时输出0～10VDC、1～5VDC或4～20mA模拟量信号至记录仪。安装原理见图1。(A、B：81724-00-07-10-02型涡流传感器)图1传感器安装及信号传递原理图1.2本特利3300/20轴位移监测系统测量原理由于本特利3300/20轴位移监测系统出厂制定为：当测量回路开路或机组的轴向位移达到报警或跳闸值时均会发出报警和跳闸信号，故一般采纳4只传感器，分别送入两个3300/20轴位移监测器，两两相“与〞后，再将两个监测器的开关量信号输出相“或〞做为跳机保护条件较为可靠。现以一只传感器为例说明其工作原理。单只轴向位移传感器的工作原理与单只胀差传感器的工作原理一样。都是利用涡流传感器将其与被测表面的位移转换成电压信号送至前置扩大器，经整形扩大后，输出0～24VDC电压信号，送至3300/20监测器进行信号处理，输出开关量信号至汽轮机跳闸保护系统实现保护功能。同时送出4～20mA、0～10VDC、或1～5VDC模拟量信号至记录仪。图2为信号传递原理图。(1、2、3、4：为81724-00-07-10-02型涡流传感器)图2轴位移信号传递原理图2胀差、位移监测系统传感器的零位锁定2.1胀差、位移监测系统传感器的零位锁定必须参照的因素(1)大轴推力瓦的间隙△值。(2)大轴位置(即大轴推力盘已靠在推力瓦的工作面或非工作面)。(3)胀差、位移监测器及传感器的校验数据。现以N300-16.7/538/538型汽轮机组为例，分别介绍了3300/46胀差和3300/20轴位移监测保护系统的零位锁定。胀差、轴位移监测传感器均采纳本特利3300系列81724-00-07-10-02型涡流传感器，其特性曲线如图3所示。图3涡流传感器特性曲线已知：△＝0.36mm，胀差监测器量程为0～20mm，轴位移监测器量程为+1.25mm，大轴推力盘靠在工作面，位置如图4所示。2.23300/46斜坡式胀差传感器的零位锁定步骤(1)因3300/46监测器的制定量程为0～20mm，而实际机组停运后会产生约0～2.50mm的负胀差，