摘要：汽轮机在启动或停机过程中，偏心测量已成为必不可少的测量项目。它能测量到由于受热或重力所引起的轴弯曲的幅度。 本文采用的本特利BN3300/40偏心监测器可以在汽轮机转速1---600转/分范围内实时测量偏心的大 小，避免运行人员在开机过程中盲目升速，造成大轴弯曲。
关键词：偏心测量；汽轮机大轴
一、偏心测量在实际中的应用
在安装偏心测量探头时，我们一般先利用TK-02校验装置，校验出探头的间隙电压变化(2mm范围)和输出电压，计算出探头的灵敏度(ASF=间隙电压变化 / 间隙变化)(必须大于200mV/mil)，然后描绘出探头输出电压和间隙之间的曲线，找出探头间隙正中间所对应的输出电压值，记下这一数据。在探头安装时，不断调整探头和大轴之间的间隙，直到探头前置器输出电压为先前记下的数据为止，这样可以保证探头有一个最大的测量范围。另外，在偏心探头的附近不能有别的探头，以免两个探头的涡流磁场相互干扰。假如探头工作不正常，首先应该检查前置器工作电压是否正常，探头固定支架是否松动，延伸电缆是否良好，然后用示波器检查前置器输出电压，应为平移了-10V左右的正弦波。
二、汽轮机转子挠度与偏心度
1、挠度——弯曲变形时横截面形心沿与轴线垂直方向的线位移称为挠 度，用 y 表示。简言之就是指梁、桁架等受弯构件在荷载作用下的最大 变形，通常指竖向方向 y 轴的,就是构件的竖向变形。
2、挠曲线——平面弯曲时，梁的轴线将变为一条在梁的纵对称面内的 平面曲线，该曲线称为梁的挠曲线。
3、晃度：是指转子某一部件的圆跳动，最大晃动度是直径两端千分 P 表相对数字的最大差值。
4、弯曲度是指转子的弯曲程度，转子的最大弯曲度即为最大晃动度的 1/2。
5、偏心度是指转子间找中心的中心偏离程度或转子上的另部件相对于 大轴的中心偏离程度。
6、转子的晃度：由于轴颈等加工时的误差，造成外圆不同心所形成的 椭圆度 : d2。
7、转子晃度及弯曲度、椭圆度的测量测量方法：将测量的地方用细纱 布打磨光滑，把千分表放置在固定的汽缸平面上或轴承架上，并安放牢 固，千分表应垂直于圆周表面，然后转动一圈，并记录晃动值。
三、汽轮机偏心定义与偏心测量原理
广意上的偏心指的是偏离中心。就汽轮机而言，主要指的是：汽轮机转子在制造和安装过程中，由于不可避免原因和人为原因，造成的转子质量中心与几何中心的偏差。理想状态下，转子的几何中心即为转子的质量中心，但由于材料在加工制造的过程中，不可避免的会出现微小的偏差，尽管这种偏差，在汽轮机出厂前，厂家要对转子做动平衡试验，尽量的消除这种偏差，但要清楚的是，偏心是只能尽量减小的，想彻底消除，只能在理想状态下。
本文提到的本特利BN3300/40 使用从偏心传感器和键相位传感器得到的输入信号来测量偏心值。
本特利偏心监测器的组成：偏心涡流传感器；键相位涡流传感器；BN3300/40监视器。
涡流传感器的组成：探头，延伸电缆，前置器。
探头——它是安装在机器上。它的前端是由聚苯撑硫（PPS）材料做成的，然后插进不 锈钢壳体内。探头前端直径为8mm，探头内的线圈直接与在不锈钢壳体内的75 欧微型同轴 电缆联接。联伸电缆——这个部分与探头相连并且使你可以接到方便相接的接口箱。
前置器作为一种电子设备具有两种基本功能：
1、利用振荡电路产生无线频率（RF）。
2、利用检波电路收集RF 作为可利用的数据。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了做到这一点，必须由本特利保护装置给前置器的 VT COM端子之间提供一个-17.5v 到-26v 的直流电压，供电电压低于-16Vdc，探头的线 性测量范围会明显降低。一旦前置器有了电压，它将产生一个特殊频率的无线电信号（RF）。 RF 信号频率应控制在500KHZ——2.0MHZ 之间。RF 型号通过探头线圈传送出去，此线圈可 以在探头端部产生RF 场，RF 场的延伸距离为100mils(1mils=0.0254mm),因此为了保证探 头输出的间隙电压和探头与大轴之间的间隙呈线性关系，我们一般把探头的安装间隙定为 50mils,对应的间隙电压为-10v 左右。当在RF 场中存在导电物质时，在该物质表面将产生 电涡流，其电涡流的感应深度取决于材料得导电性和导磁性。当探头与导电物质之间的距 离发生改变时，就改变了电涡流的大小，同时就改变了前置器的输出电压信号，通过测量 这个交变电压信号来反映探头与导电物质间隙的变化。另外如果导电材料上面有镀层，必 须保证镀层厚度大于 100mils，否则由于两种物质的导磁性不同，就不能保证前置器有一 个线性输出电压。
当探头与大轴之间的距离最小时，此时电涡流最大，RF 信号将有一个最小幅值。
当探头与大轴之间的距离最大时，此时电涡流最小，RF 信号将有一个最大幅值。
如果靶面在RF 场中缓慢移动，信号的幅值就会缓慢的增加或减少，如果靶面在RF 场内 导电材料 RF 信号 前置器 Vt out 快速的运行，信号幅值就会迅速增加或减少。检波器电路用同样的方法处理缓慢或快速的信号幅值变化，如果靶面移动缓慢或者不 动，前置器输出将是一个负的直流电压。如果靶面快速运动，前置器输出一 个变化的直流电压（交流）。如果探头感应到一个振动，前置器将输出一个直流分量和一个 交流分量。
四、汽轮机大轴偏心度的定义及影响因素
汽轮机在启动或停机过程中，偏心测量已成为必不可少的测量项目。它能测量到由于受热或重力所引起的轴弯曲的幅度。偏心是在低转速的情况下，对轴弯曲的测量，这种弯曲可由下列情况引起：原有的机械弯曲，临时温升导致的弯曲，在静态下必然有些向下弯曲，有时也叫重力弯曲。转子的偏心位置，也叫做轴的径向位置，它经常用来指示轴承的磨损以及予加的负荷大小，例如由不对中导致的那种情况。它同时也用来决定轴的方位角，方位角可以说明转子是否稳定。偏心检测系统DYW-P型偏心监控仪是精密测控仪表。具有报警与停机控制信号输出，设有电流输出通用接口，可与计算机等设备连接。该监控仪采用160×80(mm)通用机箱，LED数字显示,PVC彩色面膜和轻触摸键,外形美观，款式新颖，结构合理，安装简单，性能稳定，质量可靠，测量准确。
五、汽轮机偏心大有以下几种原因
1、测量装置本身有问题，造成测量值摆动大，无法读取。建议汽机检修检查处理，将机械测量与热工测量进行校对；
2、汽轮对轮安装时原始张口不合格，超过80um，导致盘车时偏心大与原始值20um以上。这种现象一般不易调校，要对对轮进行调整；
3、运行中偏心变大，可能存在动静碰磨、油膜振荡、汽温突降或水击、汽流激振、电磁干扰、轴承油膜刚度不足、汽轮机转子部件脱落或松动等因素。
4、汽轮机转子出现热弯曲或出现裂纹；
5、机组启动过程中汽缸温差，特别是上、下缸温差和法兰内、外壁温差超标会引起偏心增大；
6、机组冷态启动暖机不好，缸体膨胀受阻，会引起偏心增大；
7、机组热态启动进汽参数选择不匹配，会引起机组偏心增大； 8、机组运行中轴承紧力不足或油档变形脱齿；
9、轴封供汽不足也会导致偏心变大。
10、汽轮机转子材质不均、应力释放不足，出现运行中热应力释放造成转子质量不平衡；
总之，偏心在机组盘车状态反应的是转子的不对中度，在机组运行进入油膜稳定期后反应的是轴振动水平。
结束语
轴的偏心是一个非常重要的参数，特别是对于大型转动设备，如汽轮机等，由于重 力或热不均都有可能造成大轴弯曲切不可忽视。
参考文献
[1]本特利公司BN3300 保护部分资料.
论文作者:于辉刚
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/12
标签：偏心论文; 转子论文; 汽轮机论文; 测量论文; 电压论文; 弯曲论文; 涡流论文; 《电力设备》2018年第21期论文;