浅述火电厂TSI探头的安装调试

庞长国

摘要：TSI探头是火电厂热控安装不可或缺的最重要的组成部分，TSI探头的安装与调试是一个较为复杂和精细的工作，由于它的特殊性，往往在安装调试过程中出现一些问题。本文对TSI探头在实际安装时应注意的细节问题做了详尽的阐述。

关键词：TSI；探头：电涡流传感器

在大型的火电厂中，汽轮机在启动、运行或者是停止工作的过程中，如果操作控制不得当，就会很容易造成大型汽轮机的各个部分被磨损、推力瓦会损坏等比较严重的事故。为了避免事故发生，我们可以在火电厂安装TSI探头。TSI探头可以对火电厂的汽轮机的各项参数进行监视，如果参数值不正常，它就会自动发出警报，或者是紧急停机。TSI探头是火电厂热控安装不可或缺的最重要的组成部分，TSI探头的安装与调试是一个较为复杂和精细的工作，由于它的特殊性，往往在安装调试过程中出现一些问题。本文对TSI探头在实际安装时应注意的细节问题做了详尽的阐述。

一、TSI概述

汽轮机监视装置，简称TSI，用来连续测量汽轮机的转速、振动、膨胀、位移等机械参数，并将测量结果送入控制、保护系统，一方面供运行人员监视、分析旋转机械的运转情况，同时在参数越限时执行报警和保护功能。

TSI设备主要由四个部分组成，分别是显示仪表、连接电缆、变送单元以及就地测量单元。它有许多特点，最为突出的便是可靠性、准确性、灵活性，TSI探头对于汽轮机机组的各种参数可以及时、准确的进行测量，同时对于固定的周期采集的信息数据，能够迅速的对机组的运行状态进行准确识别，在发生故障的时候，它能够迅速的进行危急识别、故障诊断、震动报警，它甚至能够对汽轮机进行关机操作。

二、TSI的使用目的

由于随着科学技术的不断发展，电能需求的日益增加，单机容量的不断扩大等原因，大型发电机组要求有更高的可靠性和自动化水平，否则它的事故将给电厂造成巨大的损失。因此，在大型机组中，监测和保护系统是非常重要的，它不仅可以提高劳动生产率和电能质量，还能降低发电成本，改善劳动条件，并为大型机组的安全、经济运行提供可靠保证。TSI系统能连续地监测汽轮机的各种重要参数，例如：可对转速、超速保护、偏心、轴振、瓦振、轴位移、胀差、热膨胀等参数进行监测，帮助运行人员判明机器故障，使得这些故障在引起严重损坏前能及时遮断汽轮机发电机组，保证机组安全。

三、TSI探头工作原理

电涡流传感器采用的是感应电涡流原理，當带有高频电流的线圈靠近被测金属时，线圈上的高频电流所产生的高频电磁场便在金属表面上产生感应电流，电磁学上称之为电涡流。电涡流效应与被测金属间的距离及电导率、磁导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率等参数有关。通过电路可将被测金属相对于传感器探头之间的距离变化转换成电压或电流变化。电涡流传感器就是根据这一原理实现对金属物体的位移、振动等参数的测量。

四、TSI探头安装

1.位移传感器探头的安装

在进行轴向位移探头安装前，必须确保探头完好、无机械、电气损伤等，须进行探头的轴向位移测试。方法是将两个轴位移传感器装下位移试验台上，再把各传感器接线至相应的输入端子上，用百分表验证其位移值，用万用表测试相应位移值的（4—20）mA和（0—10）V模拟量输出及报警、停机继电器输出等，确保探头完好且线性特性良好，轴向位移测的是推力轴承相对汽缸的轴向位移，在机组运行过程中，使动静部件之间保持一定的轴向间隙，避免汽轮机内部转动部件和静止部件之间发生摩擦和碰撞。两只轴向位移传感器探头装于大轴的同一侧，探头朝向低压缸方向，探头为Φ14mm探头，灵敏度为3.937V/mm，前置器供电电压为-24V。用两个探头同时探测一个对象，要求两个探头的安装位置离轴上止推法兰的距离应<305mm，如果过大，由于热膨胀的影响，所测到的间隙，不能反映轴上法兰与止推轴承之间的间隙。两个涡流探头测量转子的轴向变化，输出探头与被测法兰的间隙成正比的直流电压值，板件接受此电压值后，经过计算处理，显示出位移值。为了避免误报警，停机逻辑输出为“与”逻辑。轴向位移的量程范围为2mm—+2mm，安装电压为（-9.75+0 2）V。

2.振动传感器探头的安装

在测量轴振时，常常把涡流探头装在轴承壳上，探头与轴承壳变为一体，因此所测结果是轴相对于轴承壳的振动。12个Φ8mm灵敏度为7.87V/mm的涡流探头分别装于1号、2号、3号、4号、5号和6号轴承处。每个轴承处安装两只互成90°，垂直于轴承，探头与水平方向的夹角为45°，分别测量X、Y方向上的振动。安装间隙电压应为传感器输出特性曲线确定的线形中点位而定，Φ8mm灵敏度为7.87 V/mm的探头安装间隙电压为9.75 V或1.2mm左右。由于传感器线形电压范围太大超过测量范围，所以安装间隙允许有较大的偏差，只要保证测量范闭在线形段内即可，但为了满足故障诊断和可靠性的需要，一般要求安装电压（9.75±0.2）V。

在安装盖振探头前，用信号发生器的正弦波信号（mV）接入个通道板进行校验确保振动探头完好无损伤。在轴振动的测量中已说明了大轴的振动可以传递到轴承壳上，利用速度传感器测量机壳对于自由空间的运动速度，板件把从传感器来的速度信号，进行较波和积分，变成位移值，并计算出相应的峰一峰值位置。机组瓦振的测量范围：0μ m—100μm。

五、TSI探头调试

对于TSI的调试，我们首先要查线，也就是说要按照系统原理图，确认路线间的连接情况，保证路线连接正确，检查路线是否绝缘、接地等问题，若是存在问题，就要及时解决，然后重新调试；控制柜送电的时候，工作人员要在送电前就对电源的电压进行检查，查看它是不是符合需求，此外，在送电后要检查电源是不是正常，监视系统的每一个卡件的状态显示是不是正常状态；然后，对于汽轮机探头的安装位置，我们要记录轴向位移方向和膨胀差，确定别的探头时间安装的间隙；接下来，在没有电压的情况下，查看其他监视器设置和输出的信号的量程是不是符合要求；最后，对运行的监视器的动态进行调整。

六、TSI探头安装调试注意事项

1.在探头安装时为防止机械损坏，应把探头引线与延伸电缆分开，不能握住传感器引线旋转，应用工具夹住探头上的扳手平台紧固，探头引线随之旋转。

2.按要求紧固探头后，接好探头引线与延伸电缆接头，再捆扎好固定在箱体内，防止运行时损坏电缆。

3.每个传感器对于被测面都要求垂直，最大偏移角度<1.0。

4.对应轴位移和涨差传感器的安装，应使探头的中心与有效被测面的中心对应或偏外一些。

5.在高压差胀探头和低压差胀探头安装完毕后，发现高压差胀、低压差胀偏离零位时，应先去现场了解低压缸加热情况，再分析产生不正常现象的原因：探头安装不太牢靠产生松动或大轴零位移动，然后针对问题采取相应解决措施。

6.当发现轴向位移在增大时，轴向位移值增至±0.89mm时，应检查负荷、蒸汽参数、凝汽器真空、密切监视推力轴承金属温度、差涨变化并进行调整，通知热工进行表计校验，并倾听机组有无异声，各轴承有无振动，注意低压缸排气温度，主蒸汽、再热蒸汽温度。

7.当振动出现异常时，注意润滑油压、油温变化，是否是汽轮发电机组转动部分动静摩擦或大轴弯曲，同时注意发电机内氢气温度变化情况。机组在中速暖机之前，轴承振动>0.03mm应打闸停机，通过临界转速时，轴承振动>0.1mm或轴振>0.254mm，应立即打闸停机，严禁强行通过临界转速或降速暖机。

七、结语

TSI系统作为火力发电机组热控系统的重要组成部分，既向DCS的数采系统提供汽机轴系的各种监视参数，又向保护系统提供跳闸动作信号，所以TSI系统对于机组的安全稳定运行起着至关重要的作用。技术人员应严格依照相关规范要求，对TSI系统进行全面的分析检验，确保TSI系统正常运行，从而保证电厂汽轮机稳定运行。