摘要：本文介绍本特利3500系统软硬件结构，以及各传感器 的测量原理，同事根据笔者多年工作经验对传感器探头的安装与调试进 行说明，供大家参考与学习。
关键词：本特利3500；轴振；轴向位移；电涡流传感器
随着机组容量的增大,汽轮机安全监视与保护,已成为汽轮机的 重要组成部分;同时,对汽轮机的各种安全装置的动作的准确性和可 靠性提出了更高的要求。汽轮机的安全检测系统是对汽机的转速、轴 承振动、轴向位移、高低压缸差胀、盖振、偏心、绝对膨胀进行时实监 测,并当某一参数越限时,监测系统及时的发出报警或跳机信号,保护 汽轮机设备运行安全。耒阳电厂汽轮机安全监测系统使用了本特利 3500型监测系统,其方便的软件组态形式和可靠硬件质量,将为电厂 的安全运行提供了有力保障，本人根据多年工作经验跟大家分享一下 本特利3500系统结构以及传感器的安装与调试。
1、 系统结构
1.1仪表框架部分
仪表框架部分包括:电源输入模块1个,框架 接口模块模块1个, 两通道键相监测模块1个,四通道电涡流位移传感器或速度加速度传 感器监测模块4个、四通道差胀或轴向位移监测模块2个,两通道的转 速监测模块1个。四通道的继电器模块2个。
1.2现场传感器部分
传感器部分主要有:各种涡流监测探头和速度式探头、延长电缆 和前置器及信号线。
1.3计算机及软件
3500软件包包括:框架配置软件;数据采集/服务器软件;操作员 显示软件。各种监测模块的内部设置,可以通过连接装有框架组态软 件的计算机的RS232接口和框架接口模块的组态专用接口,在计算机 上设置好各模块的参数,下装到各模块,及完成对各监测器的量程、报 警点、探头类型和继电器输出的设置。
1.4电涡流传感器监测原理
电涡流传感器是根据涡流效应原理工作的,涡流传感器的线圈L 与一个电容C并联,构成一个并联谐振电路。由前置器内的晶体振荡 器供给稳定的高频电流来激励,在线圈周围产生高频交变磁场俑,当 被测主轴靠近次交流磁场φ用范围时,在被测主轴表面产生电涡流,而 此电涡流又产生一个新交变磁场来阻碍主磁场的变化,这一过程将消 耗能量,因而使线圈的Q值发生变化。在被测主轴与传感器之间的间 隙d改变时,传感器线圈的Q值也随之变化。 在电路中线圈Q值与线圈是电感量之间的关系为: Q=XL/R 式中L——线圈 是电感量;R——电路中的祸合电阻。
上式说明,线圈的电感量随Q值变化而变化,亦即随间隙d的变化 而变化。而线圈电感量的变化,使线圈的输出电压U发生变化。这样涡 流传感器便将间隙d的变化转变成电压的变化。信号经前置器放大以 后为0-24VDC信号进仪表框架。
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2、 TSI探头的安装与调试
2.1轴承振动传感器探头的安装
轴承振动传感器一般为φ8mm灵敏度7.87V/rnm 的电涡流探 头，分别装于各轴承处。同时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,φ8 mm灵敏度为7.87V/mm的探头,安装间隙电压为-9.75V或1.2mm左 右。由于传感器线形电压范围大大超过测量范围,所以安装间隙允许 有较大的偏差,只要保证测量范围在线形段内即可,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土0.2V。
2.2轴向位移、高低压差胀传感器的安装
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。耒阳电厂300MW机组有两个轴 向位移传感器，探头安装在2号轴承处,在同一支架上并列安装,探头 朝向低压缸方向，探头型号为7200型φ14mm探头,灵敏度为3.937V/ mm，前置器供电电压为-24V。大轴相对于汽缸的设计零点为止推轴 承靠在工作瓦面为大轴零位。在安装轴向位移和低压差胀传感器前, 首先要把大轴推到零位,然后按要求安装，轴向位移的量程范围为-2 mm一+2mm,安装电压-9.75土0.2V。高低压差胀探头为不带前置器 φ25mm涡流探头,灵敏度为0.8V/mm,因为高低压差胀都是朝着发 电机方向安装,要使高低缸差胀测量范围均在线形范围之内,按照探 头线性中点及量程范围-2--10mm定位。探头零位的安装电压可按 下式计算: 高压差胀探头零位安装电压:探头线性中点电压(-6.95V)-探头 灵敏度(0.8V/mm)*4 低压差胀探头零位安装电压:探头线性中点电压(-6.95V)+探头 灵敏度(0.8V/mm)*4 所以,高压差胀探头零位安装电压为-11.10 V;低压差胀探头零 位安装电压为-3.8V。
2.3大轴偏心传感器的安装
偏心度的测量是监视大轴的弯曲程度。偏心的测量是通过偏心 探头和键向探头共同完成的,均为φ8m灵敏度为7.874V/mm的涡流 探头,键相器探头监测轴上一个凹槽,当轴每转一周,在探头上产生一 个脉冲电压,提供计算偏心峰一峰值的频率。探头的安装间隙电压都 为一10V,注意键相探头的安装,不要正对着槽位安装。键相器也为振 动提供相位信号,以便对振动进行分析研究。
2.4转速探头的安装
汽轮机转速探头也为φ8mm灵敏度为7.874V/mm的涡流探头, 监测的是大轴上有60个齿的齿轮,通过把监测到的脉冲电压序列,转 换成频率的信号,计算出汽机转速口探头安装距离一般为距齿端1.1 mm左右,安装时用塞尺测量比较方便。
3、 结束语
全软件化的组态画面,使3500系统在调试安装时更直观方便。可 靠的硬件质量,为电厂长期稳定运行提供了有力的保证。另外,为了提 高3500系统测量的准确性,在安装探头时,一定要做到精益求精,尽量 减少零位偏差。值得一提的是在安装轴向位移和高低缸差胀时,大轴 零位一定要统一,避免汽机大轴零位不一致带来测量误差。汽轮机安 全监视系统在机组运行过程中起重要作用,随着科学技术的发展和机 组运行水平的提高, 对电厂机组的运行安全性的要求也越来越高,汽 轮机安全监视系统还有待进一步发展和研究。
参考文献：
[1]赵恩军,张涛.本特利3500系统与中控ECS-100系统的通讯浅析[J].泸天化科技,2017(04)
[2]刘力源,王磊,刘海芳.浅谈本特利3500监测系统在汽轮鼓风机组中的应用[J].企业技术开发,2016(14)
论文作者:程凌毅
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/2
标签：涡流论文; 传感器论文; 电压论文; 零位论文; 汽轮机论文; 线圈论文; 位移论文; 《基层建设》2019年第27期论文;