TSI火電廠熱工保護(hù)教學(xué)課件

1、 隨著汽輪機組容量的不斷擴大，蒸汽參數(shù)越來越高，熱力系統(tǒng)也越來越復(fù)雜，汽輪機本體及其輔助設(shè)備需要監(jiān)測的參數(shù)和保護(hù)項目越來越多。汽輪機是在高溫、高壓下工作的高速旋轉(zhuǎn)機械，為提高機組的熱經(jīng)濟性，大型汽輪機的級間間隙、軸封間隙選擇的都比較小。在啟、停和運行過程中，如果操作、控制不當(dāng)，很容易造成汽輪機動靜部件互相摩擦，引起葉片損壞、主軸彎曲、推力瓦燒毀甚至飛車等嚴(yán)重事故。為保證汽輪機組安全、經(jīng)濟運行，必須對汽輪機及其輔助設(shè)備、系統(tǒng)的重要參數(shù)進(jìn)行正確有效的嚴(yán)密監(jiān)視。當(dāng)參數(shù)越限時，發(fā)出熱工報警信號；當(dāng)參數(shù)超過極限值危及機組安全時，保護(hù)裝置動作，發(fā)出緊急停機信號，關(guān)閉主汽門，實現(xiàn)緊急停機。 Turbing

2、Supervisory Instrumentation第1頁，共49頁。監(jiān) 測 與 保 護(hù) 項 目 (1)軸向位移監(jiān)測與保護(hù)； (2)缸脹、脹差監(jiān)測與保護(hù)； (3)轉(zhuǎn)速監(jiān)測與超速保護(hù)； (4)汽輪機振動監(jiān)測與保護(hù)； (5)主軸偏心度監(jiān)測與保護(hù)； (6)軸承溫度監(jiān)測與保護(hù)； (7)潤滑油壓、油位及油溫監(jiān)測與保護(hù)； (8)凝汽器真空監(jiān)測與保護(hù)； (9)推力瓦溫度監(jiān)測與保護(hù)； (10)高壓加熱器水位監(jiān)測與保護(hù)； (11)汽缸熱應(yīng)力監(jiān)測； (12)汽輪機進(jìn)水保護(hù)等。第2頁，共49頁。 大型汽輪機組普遍安裝成套的汽輪機監(jiān)測儀表系統(tǒng)(Turbine Supervisory Instrumentation，

3、簡稱TSI)。主要包括: 本特利公司的7200、3300系列；德國菲力浦公司的RMS700系列；國產(chǎn)5000、8000和9000系列等； 這些系列TSI系統(tǒng)，以其高可靠性，為大型汽輪機組的安全運行提供了保證。 Turbing Supervisory Instrumentation第3頁，共49頁。軸向位移監(jiān)測與保護(hù) 汽輪機是以高溫、高壓過熱蒸汽為動力的高速旋轉(zhuǎn)機械，為防止汽輪機動靜部件之間發(fā)生碰撞和摩擦，葉片與噴嘴之間、軸封動靜之間及葉輪與隔板之間必須保持適當(dāng)軸向間隙。 過熱蒸汽在膨脹作功時，使汽輪機轉(zhuǎn)子產(chǎn)生巨大軸向推力，正常情況下，軸向推力由推力瓦承受，當(dāng)推力過大時將破壞油膜，轉(zhuǎn)子發(fā)生竄動，

4、軸向位移增大，汽輪機動靜部件發(fā)生摩擦、碰撞，造成嚴(yán)重事故，如：葉片斷裂、主軸彎曲和葉輪碎裂等。 軸向位移監(jiān)測與保護(hù)即當(dāng)位移超過報警值時發(fā)出報警信號，提醒運行人員處理；位移超過危險值時，保護(hù)裝置動作，關(guān)閉主汽門、調(diào)速汽門和抽汽逆止門，實現(xiàn)緊急停機。 電渦流式軸向位移傳感器將轉(zhuǎn)子軸向位移轉(zhuǎn)換為電壓信號，進(jìn)行指示、報警和停機保護(hù)。 電渦流傳感器結(jié)構(gòu)簡單、靈敏、線性范圍大、抗干擾能力強及不受油污影響等優(yōu)點，廣泛用于軸向位移、振動、主軸偏心度、轉(zhuǎn)速等重要參數(shù)的測量。第4頁，共49頁。電 渦 流 傳 感 器 一、結(jié)構(gòu)與工作原理 傳感器的線圈L由高頻信號激勵，它產(chǎn)生一個高頻交變磁場1。當(dāng)傳感器接近導(dǎo)體表面時

5、，導(dǎo)體內(nèi)就會產(chǎn)生高頻感應(yīng)電流ie。由于此電流在導(dǎo)體內(nèi)是閉合的，所以稱為電渦流。同時，電渦流又將產(chǎn)生一個交變磁場e，反作用于線圈L上。當(dāng)被測導(dǎo)體與傳感器線圈的距離d改變時，使線圈的等效電感L、等效阻抗Z和品質(zhì)因Q數(shù)值均發(fā)生變化。電感量L的變化大小與線圈的外形尺寸r、被測距離d、金屬材料的電阻率 、導(dǎo)磁率、激勵電流i、及頻率f等因素有關(guān)，即:L=F(r,d,I,f) 第5頁，共49頁。電 渦 流 傳 感 器 二、等效電路分析 根據(jù)基爾霍夫定律，由圖寫出方程組: 解方程組, 可得: 等效損耗電阻為: 等效損耗電感為: 一般被測導(dǎo)體與線圈的距離d 減小，互感M增大，等效電感L減小。 具體地，當(dāng)被測導(dǎo)體

6、為磁性材料時，磁路的有效磁導(dǎo)隨導(dǎo)體與線圈的距離d的減小而增大，即L1增大；若被測導(dǎo)體為非磁性材料，則磁路的有效磁導(dǎo)率與d無關(guān)，即L1不變。式中第二項與電渦流效應(yīng)有關(guān)，它使線圈的等效電感減小。所以當(dāng)被測導(dǎo)體為非磁性材料或硬磁性材料時，d減小則線圈的等效電感減?。划?dāng)被測導(dǎo)體為軟磁材料時，以靜磁效應(yīng)為主，d減小則線圈的等效電感增大。 第6頁，共49頁。電 渦 流 傳 感 器 三、測量方法 常用的測量方法可分為：穩(wěn)頻調(diào)幅式、變頻調(diào)幅式和調(diào)頻式三種。 ui為穩(wěn)頻穩(wěn)幅高頻信號LC為諧振回路UI=(R+jL/j/c)I諧振時（假設(shè)d很大）LC回路等效阻抗最大，E最大當(dāng)d減小時，諧振被破壞，LC回路等效阻抗減

7、小，E減小，經(jīng)放大、濾波后的U0即反映了d的變化。第7頁，共49頁。缸脹、脹差監(jiān)測與保護(hù) 汽輪機在啟動、暖機、升速和停機過程中，或在運行工況發(fā)生較大變動時，都會由于溫度大幅度或快速變化，引起汽缸和轉(zhuǎn)子不同程度的熱膨脹。 汽輪機高、中、低壓缸對應(yīng)滑銷死點(即汽輪機基礎(chǔ))的膨脹稱為缸脹；轉(zhuǎn)子與汽缸之間的相對膨脹差值，稱為脹差(或差脹)。轉(zhuǎn)子膨脹量大于汽缸膨脹量為正脹差：原因：啟動時，暖機時間不夠，升速過快；負(fù)荷變動時，升負(fù)荷速度過快等。汽缸膨脹量大于轉(zhuǎn)子膨脹量為負(fù)脹差：原因：減負(fù)荷速度過快；突然甩全負(fù)荷；空負(fù)荷或低負(fù)荷運行時間過長；主蒸汽溫度過低或突降；發(fā)生水沖擊；停機過程中，用軸封蒸汽冷卻汽輪機

8、速度過快；凝汽器真空急劇下降，排汽溫度迅速上升時，造成低壓缸負(fù)脹差增大等。 金屬材料的絕對膨脹, 可以用以下公式表示:式中, -材料的線膨脹系數(shù), 1/ -溫度增量, -計算截面與計算參考點的距離, 基 本 概 念第8頁，共49頁。 由于汽輪機軸封和動靜葉之間的軸向間隙都設(shè)計的很小，在汽輪機啟、停或運行過程中，如果脹差過大超過允許值時，就會使動靜部分產(chǎn)生摩擦、碰撞，引起機組強烈振動，甚至造成葉片斷裂等嚴(yán)重事故。為保證汽輪機機組安全，必須裝設(shè)汽輪機缸脹和脹差監(jiān)測保護(hù)裝置，當(dāng)缸脹和脹差超限時，立即發(fā)送熱工信號，進(jìn)行聲光報警；當(dāng)超過危險值時，送出停機保護(hù)指令。 停機保護(hù)一般只在機組啟停過程中和低負(fù)荷

9、運行時投入，這是因為在正常運行時，脹差一般變化不大。 缸脹、脹差監(jiān)測與保護(hù) 目 的 及 意 義CE (Case Expansion,缸脹)DE (Differential Expansion,差脹）第9頁，共49頁。缸脹、脹差監(jiān)測與保護(hù) 線性差動變壓器(LVDT，Linear Voltage Differential Transformer) 線性差動變壓器LVDT的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4-7所示。它由一個振蕩器、一個激勵繞組W0和2個輸出繞組W1、W2組成。振蕩器為激勵繞組提供振蕩頻率為lkHz的激勵電壓，輸出繞組W1、W2反向串接，將鐵芯的位移d線性地轉(zhuǎn)換為交流輸出電壓，經(jīng)解調(diào)器檢波、放大及濾波

10、等環(huán)節(jié)處理后，輸出直流電壓。LVDT的輸出電壓與鐵芯位置呈線性關(guān)系。 右圖為直流500HR、1000HR和2000HR三種型號的LVDT輸出特性曲線， LVDT結(jié)構(gòu)示意圖 LVDT輸出特性曲線 第10頁，共49頁。缸脹、脹差監(jiān)測與保護(hù) LVDT傳感器07V的直流電壓信號l，送到輸入阻尼器2（電壓跟隨放大器），實現(xiàn)輸入輸出阻抗轉(zhuǎn)換。其輸出一路經(jīng)阻尼器3向面板接線插座提供傳感器的輸出信號；另一路送到信號調(diào)整放大器4。信號調(diào)整放大器4將輸出電壓轉(zhuǎn)換為0-10V，然后供指示儀表5指示缸脹，同時經(jīng)驅(qū)動器6驅(qū)動外接記錄儀表記錄缸脹。指示儀表的零刻度對應(yīng)0V，滿刻度對應(yīng)-10V。 缸脹監(jiān)視器內(nèi)設(shè)有OK電路，

11、用于檢驗輸入到監(jiān)視器的傳感器信號是否正常。當(dāng)信號不正常時，OK電路發(fā)出一個“非OK”信號，該信號使監(jiān)視器前儀表盤上的OK發(fā)光二極管熄滅，使信號盤上的系統(tǒng)狀態(tài)“非OK”指示燈亮。 脹差DE監(jiān)視器與CE監(jiān)視器相比，增設(shè)有報警電路和停機保護(hù)電路。 缸脹監(jiān)視器組成框圖 OK電路原理圖 第11頁，共49頁。汽輪機振動監(jiān)測與保護(hù) 一、振動的原因與危害 (1)汽輪機啟動時，暖機時間不夠，升速或升負(fù)荷太快，引起汽缸受熱膨脹不均勻，或滑銷系統(tǒng)有卡澀，使汽缸不能自由膨脹，使汽缸與轉(zhuǎn)子軸線不對中；(2)凝汽器真空下降，使排汽溫度上升，后軸承上抬，使汽輪機軸線前后不一致； 、(3)靠背輪安裝不正確，中心未對準(zhǔn)；(4)

12、汽輪機進(jìn)汽溫度不滿足設(shè)計要求范圍，使缸脹和脹差加大；(5)由于葉片斷裂、脫落、結(jié)垢、平衡塊安放不當(dāng)?shù)仍蚴罐D(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡；(6)主軸彎曲；(7)軸承油膜不穩(wěn)或被破壞；(8)汽輪機內(nèi)部動、靜部分摩擦； (9)蒸汽帶水進(jìn)入汽輪機，發(fā)生水沖擊等。 在啟動，運行過程中，振動過大可能會造成嚴(yán)重危害，直接威脅機組的安全運行。因此，大型汽輪機組必須安裝振動監(jiān)測保護(hù)裝置，嚴(yán)密監(jiān)視機組的振動情況。當(dāng)振動超過報警值時，發(fā)送聲光報警信號；當(dāng)振動超過危險值時，發(fā)送停機保護(hù)信號。 第12頁，共49頁。汽輪機振動監(jiān)測與保護(hù)二、振動的監(jiān)測方法 振動監(jiān)測包括：軸承座的絕對振動、主軸與軸承座之間的相對振動和主軸的絕對振動。監(jiān)測

13、參數(shù)包括：測振點的振動幅值、相位、頻率和頻譜圖等。振動測量傳感器可分為：接觸式又可分為：磁電式、壓電式等。非接觸式又可分為：電容式、電感式和電渦流式等。 第13頁，共49頁。汽輪機振動監(jiān)測與保護(hù)磁電式振動傳感器 電磁式振動傳感器結(jié)構(gòu)示意圖 傳感器振動力學(xué)模型 l-引線；2-外殼，3-線圈；4-永久磁鋼 1-質(zhì)量塊：2-彈簧；3-阻尼器： 5-芯軸；6-阻尼環(huán)；7-彈簧片 4-傳感器外殼 磁電式振動傳感器利用電磁感應(yīng)原理，將運動速度轉(zhuǎn)換成線圈的感應(yīng)電動勢。振動傳感器的力學(xué)模型可用一個集中質(zhì)量、集中彈簧和集中阻尼的二階系統(tǒng)來表示，當(dāng)用速度傳感器測量振動位移時，由于位移與速度之間為積分關(guān)系，所以需采

14、用積分電路。積分電路的輸出與有效振動幅值成正比。 第14頁，共49頁。汽輪機振動監(jiān)測與保護(hù)電渦流式振動傳感器 前面介紹的電渦流位移測量方法均可用于測量振動。目前國內(nèi)、外廣泛采用電渦流式傳感器用于測量振動，并且有替代磁電式振動傳感器的發(fā)展趨勢。 右圖為用電渦流振動傳感器測量汽輪機主軸振動的安裝示意圖。傳感器探頭2通過支架4固定在機體5上，傳感器的位置盡量靠近軸承座附近。當(dāng)主軸振動時，周期性的改變主軸與傳感器探頭的距離，采用前面介紹的測量方法，即可將振動位移線性地轉(zhuǎn)換為電壓、頻率等信號，經(jīng)處理后供顯示、報警和保護(hù)電路或記錄儀表使用。以穩(wěn)頻調(diào)幅測量法為例，測量電路將振動位移轉(zhuǎn)換為直流電壓信號。 電渦

15、流振動傳感器1-主軸 2-傳感器 3、4支架 5-機體 第15頁，共49頁。汽輪機振動監(jiān)測與保護(hù)復(fù)合式振動傳感器 單個振動傳感器一般只能監(jiān)測汽輪機軸承座的振動及主軸與軸承座的相對振動。復(fù)合式振動傳感器即可用于主軸振動的測量。復(fù)合式振動傳感器由電渦流式傳感器和一個速度式傳感器組成，兩者安裝在汽輪機的同一測點上，如右圖所示。 電渦流式傳感器用于測量主軸與軸承座的相對振動，速度式傳感器用于測量軸承座的絕對振動。主軸的絕對振動是兩者的矢量和。 第16頁，共49頁。汽輪機振動監(jiān)測與保護(hù)振動分析的基本原理 振動是十分復(fù)雜的，不僅要測量振動的幅值，而且要測量振動的頻率和相位。 振幅是指振動幅度的峰峰值，是表

16、征機組振動嚴(yán)重程度的重要指標(biāo)；振動頻率一般是指同步振動，常以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速(頻率)的倍數(shù)形式來表示的，如lx(1倍頻)、2x(2倍頻)、x分頻等；振動相位是描述轉(zhuǎn)子在某一瞬間所在位置的一個物理量，在轉(zhuǎn)子作動平衡試驗、確定臨界轉(zhuǎn)速及作故障診斷、分析時，離不開精確的相位測量。相位測量通常采用鍵相位法，即在主軸上作一標(biāo)記(如鍵槽等)，利用電渦流傳感器監(jiān)測標(biāo)記位置，主軸每轉(zhuǎn)動一轉(zhuǎn)傳感器發(fā)出一個脈沖，并以此脈沖作為相位測量的參考基準(zhǔn)。 左圖為振動信號相對于同步脈沖的相位圖。(a)表示振動探頭、鍵相器探頭、鍵相標(biāo)記、振動高點的相對位置圖。(b)為檢測到的振動信號同步分量的波形圖和鍵相器監(jiān)測到的鍵相脈沖波形圖。振

17、動相位定義為從同步信號(鍵相脈沖)前緣到振動高點之間的相位角。 位移傳感器的輸出信號以及鍵相傳感器的鍵相脈沖信號可用于連續(xù)檢測振動信號相對于同步脈沖的相位、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速以及經(jīng)濾波后的振幅。 振動信號相位圖1-轉(zhuǎn)子；2-振動高點; 3，4-振動探頭5-鍵相記號第17頁，共49頁。監(jiān)測軸承溫度的目的在于監(jiān)視軸承的工作狀態(tài)，防止軸承、軸瓦溫度過高，造成支持軸承和推力軸承燒毀事故。1導(dǎo)壓管、2波紋管、3杠桿、4刀支架、5撥動開關(guān)、6中間繼電器磁阻傳感器組成由永久磁鋼和感應(yīng)線圈組成。轉(zhuǎn)速測量方法（磁敏式）當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重超速時，就很可能造成嚴(yán)重的設(shè)備損壞事故，甚至造成“飛車”惡性事故。7200系列典型TSI系統(tǒng)

18、單個振動傳感器一般只能監(jiān)測汽輪機軸承座的振動及主軸與軸承座的相對振動。于是感應(yīng)線圈的磁通隨之發(fā)生交變，感應(yīng)線圈產(chǎn)生交變感應(yīng)電動勢第(6)(11)項功能是由外部信號送到保護(hù)系統(tǒng)的遙控接口實現(xiàn)的；高、中、低壓缸脹差保護(hù)；通過矢量濾波器還可以提供振動的幅值和相角等數(shù)據(jù)，以供故障診斷使用。轉(zhuǎn)速測量方法（電渦流式）實際上，轉(zhuǎn)子的彈性彎曲經(jīng)常發(fā)生在調(diào)節(jié)級范圍內(nèi)?？梢姳O(jiān)測潤滑油溫度十分必要。第三種是采用焊在管子上的新型快速熱電偶測溫，這種熱電偶的相應(yīng)時間很快，大大小于套管式熱電偶的響應(yīng)時間。它可以跟蹤液位的變化，這種探測系統(tǒng)還在試驗中。05MPa時，啟動交流備用油泵；當(dāng)轉(zhuǎn)速高于整定值(如600rmin)時，

19、報警繼電器動作，其動合(常開)觸點閉合，用于接通排汽缸冷卻噴水裝置；汽輪機轉(zhuǎn)速監(jiān)測與保護(hù) 轉(zhuǎn)速監(jiān)測的目的 汽輪機在設(shè)計時，轉(zhuǎn)動部件的強度裕量是有限的。由于離心力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時，離心力就會急劇增大。當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重超速時，就很可能造成嚴(yán)重的設(shè)備損壞事故，甚至造成“飛車”惡性事故。 為保證汽輪機組安全運行，必須嚴(yán)密監(jiān)測汽輪機的轉(zhuǎn)速，并裝設(shè)超速保護(hù)裝置。大型汽輪機均設(shè)有多重超速保護(hù)裝置：危急保安器(或稱危急遮斷器，一般設(shè)置兩套)超速保護(hù)裝置、附加超速保護(hù)裝置、電氣式超速保護(hù)裝置等。 危急保安器屬于機械液壓式超速保護(hù)裝置，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速的1012時，危急保護(hù)器動作，同時關(guān)閉主汽門和調(diào)速

20、汽門，實現(xiàn)緊急停機。附加超速保護(hù)裝置實際是一個滑閥，當(dāng)超速l012時，危急保安器應(yīng)動作而未動作，超速繼續(xù)升高到14一15時，附加超速滑閥動作，使危急保安器動作，實現(xiàn)緊急停機。 電氣式超速監(jiān)測保護(hù)裝置由轉(zhuǎn)速測量部分和保護(hù)部分組成。當(dāng)轉(zhuǎn)速超速超過危險值時(不同機組的整定值不同)，電氣式監(jiān)測保護(hù)裝置動作，發(fā)出緊急停機保護(hù)信號。 另外，大型汽輪機組均設(shè)有零轉(zhuǎn)速監(jiān)測裝置，用于在停機過程中監(jiān)視零轉(zhuǎn)速狀態(tài)，以確保盤車裝置及時投入，防止在停機過程中造成主軸永久性彎曲。 第18頁，共49頁。汽輪機轉(zhuǎn)速監(jiān)測與保護(hù)汽輪機超速的主要原因(1)由于電網(wǎng)、主變壓器或發(fā)電機組發(fā)生故障，致使發(fā)電機油斷路 器跳閘，汽輪機甩全負(fù)

21、荷；(2)由于發(fā)電機側(cè)電氣故障，造成有功功率突降；(3)單臺機組帶負(fù)荷時，負(fù)荷突降；(4)正常停機過程中，機組解列時或解列后空負(fù)荷運行時，調(diào)節(jié)不當(dāng)；(5)汽輪機啟動過程中，闖過臨界轉(zhuǎn)速后應(yīng)定速時，或定速后空負(fù)荷運行時，調(diào)節(jié)不當(dāng)；(6)危急保安器做超速試驗時；(7)運行人員違規(guī)操作，如：負(fù)荷調(diào)控速率過快，停機過程中帶負(fù)荷解列，開啟主汽門速度過快等； (8)調(diào)速器或功頻電液調(diào)節(jié)裝置故障。 第19頁，共49頁。汽輪機轉(zhuǎn)速監(jiān)測與保護(hù)轉(zhuǎn)速測量方法（磁阻式）磁阻式測速傳感器由測速齒輪和磁阻傳感器組成，在被測軸上安裝一個由導(dǎo)磁材料制成的齒輪，正對齒輪頂方或側(cè)方安裝一個磁阻傳感器。磁阻傳感器組成由永久磁鋼和感

22、應(yīng)線圈組成。當(dāng)汽輪機軸帶動測速齒輪轉(zhuǎn)動時，磁阻傳感器與齒輪間磁路的磁阻產(chǎn)生交變。于是感應(yīng)線圈的磁通隨之發(fā)生交變，感應(yīng)線圈產(chǎn)生交變感應(yīng)電動勢 磁阻式測速傳感器1一感應(yīng)線圈；2軟鐵磁軛； 3一永久磁鋼；4一支架式中W-線圈匝數(shù),-磁通,Z-齒輪齒數(shù), n-轉(zhuǎn)速,r/min。感應(yīng)電動勢的交變頻率為: 磁阻式測速具有簡單、可靠和測量精度較高等優(yōu)點，在汽輪機測速中得到廣泛使用。第20頁，共49頁。汽輪機轉(zhuǎn)速監(jiān)測與保護(hù)轉(zhuǎn)速測量方法（磁敏式） 磁敏電阻是磁敏式測速傳感器的核心部件，它由半導(dǎo)體材料制成(即霍爾片)。當(dāng)半導(dǎo)體電阻受到與電流方向垂直的磁場作用時，其電阻率和電阻值增大，這種現(xiàn)象稱為磁阻效應(yīng)，利用磁阻

23、效應(yīng)制成的電阻稱為磁敏電阻。 磁敏式測速裝置l測速齒輪；2一傳感器；3一磁敏電阻；4一穩(wěn)壓器；5一觸發(fā)電路；6 放大電路 結(jié)構(gòu)測量電路 磁敏式測速傳感器內(nèi)裝有永久磁鋼及兩個串聯(lián)的磁敏電阻。當(dāng)導(dǎo)磁材料測速齒輪旋轉(zhuǎn)時，傳感器內(nèi)部的磁場產(chǎn)生交變，引起磁敏電阻阻值發(fā)生大小交替變化。經(jīng)電橋及電壓比較電路輸出與齒輪同步的脈沖信號，菲力浦RMS700系列中的轉(zhuǎn)速測量裝置即屬于磁敏式測速裝置。它由磁敏式測速傳感器和60齒測速齒輪組成，它產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速成正比的脈沖信號，由數(shù)字表進(jìn)行轉(zhuǎn)速顯示；也可以通過-轉(zhuǎn)換電路輸出010V或0420mA的直流信號，對外供顯示、記錄使用；還可以通過繼電器回路，送出超速報警和保護(hù)邏輯信

24、號。這種磁敏式測速裝置的測量范圍很寬，為020kHz。 第21頁，共49頁。汽輪機轉(zhuǎn)速監(jiān)測與保護(hù)轉(zhuǎn)速測量方法（電渦流式） 電渦流式速度傳感器與電渦流式位移、振動傳感器的工作原理是一致的。用電渦流傳感器測速時，需在被測軸上開若干條槽(稱為標(biāo)記)，或在軸上安裝一個帶齒的圓盤。每當(dāng)一個槽或齒經(jīng)過傳感器位置時，傳感器探頭測量線圈的等效電感就會發(fā)生變化，測量電路的輸出電壓隨之發(fā)生變化，該電壓經(jīng)過整形后轉(zhuǎn)換為脈沖信號。當(dāng)主軸轉(zhuǎn)動時，軸上的開槽或圓盤上的齒周期性地經(jīng)過傳感器位置，于是就會產(chǎn)生一系列的脈沖信號。將此脈沖信號送人頻率測量電路，測出頻率值。由于開槽數(shù)或圓盤齒數(shù)是固定的，測得的頻率值就代表了被測轉(zhuǎn)速

25、的大小。這就是電渦流速度傳感器的測速原理。 第22頁，共49頁。汽輪機轉(zhuǎn)速監(jiān)測與保護(hù)轉(zhuǎn)速測量方法（數(shù)字式轉(zhuǎn)速表） 數(shù)字式轉(zhuǎn)速表的測量原理一般為測頻法，即在一定的時間間隔內(nèi)對被測脈沖信號進(jìn)行計數(shù)，計數(shù)值與計數(shù)時間間隔之比即為頻率。 這種數(shù)字式測頻方法，由于計數(shù)值N存在個字的固有量化誤差，當(dāng)被測轉(zhuǎn)速很低時，相對誤差很大。因此，數(shù)字式轉(zhuǎn)速表有一個最低轉(zhuǎn)速測量值。例如本特利7200和3300系列數(shù)字轉(zhuǎn)速表(或稱轉(zhuǎn)速監(jiān)視器)，當(dāng)被測轉(zhuǎn)速低于300時(標(biāo)記為1個)，最低轉(zhuǎn)速閉鎖電路產(chǎn)生閉鎖信號，數(shù)字表顯示空白，而模擬信號和記錄信號鉗制為最小值。 如果在低速時采用測周法，則可克服上述缺點。 第23頁，共49

26、頁。汽輪機轉(zhuǎn)速監(jiān)測與保護(hù)轉(zhuǎn)速測量方法（零轉(zhuǎn)速檢測） 汽輪機在啟、停過程中的低轉(zhuǎn)速狀態(tài)(如300)稱為零轉(zhuǎn)速。零轉(zhuǎn)速測量采用測周期法，即先測得被測信號的周期，然后再求被測頻率。由于晶體振蕩器振蕩頻率較高，所以測得的被測周期、頻率具有較高的測量精度。 在停機過程中，當(dāng)被測脈沖周期大于預(yù)定的報警值時，說明轉(zhuǎn)速已經(jīng)很低，為防止主軸彎曲，必須啟動盤車裝置。此時，零轉(zhuǎn)速測量裝置通過報警控制電路，使報警繼電器動作，送出轉(zhuǎn)速低信號，用于報警和(或)啟動盤車裝置。 本特利公司的7200系列轉(zhuǎn)速監(jiān)測裝置由電渦流傳感器、前置放大器和轉(zhuǎn)速表組成，并可提供010V和。010V的直流信號，供對外輸出和記錄使用。轉(zhuǎn)速表內(nèi)有

27、兩個報警回路，用于低速報警和超速報警。3300系列的轉(zhuǎn)速監(jiān)測裝置，與7200系列基本相同。它是以微處理器為基礎(chǔ)的，是7200系列的更新?lián)Q代產(chǎn)品。 德國菲力浦RMS700系列轉(zhuǎn)速監(jiān)測裝置采用磁敏電阻方法進(jìn)行轉(zhuǎn)速測量。傳感器輸出的脈沖信號，通過雙通道轉(zhuǎn)速繼電器控制，一路繼電器用于監(jiān)視零轉(zhuǎn)速，另一路繼電器當(dāng)轉(zhuǎn)速大于600時其觸點閉合，使記錄器由記錄偏心度切換到記錄轉(zhuǎn)速。另外，傳感器的脈沖信號通過數(shù)字轉(zhuǎn)速表顯示轉(zhuǎn)速。 第24頁，共49頁。主軸偏心度監(jiān)測與保護(hù)主軸彎曲的原因與危害 (1)主軸與靜止部件之間發(fā)生摩擦。由于摩擦主軸產(chǎn)生高熱而膨脹使主軸彎曲。當(dāng)熱應(yīng)力小于主軸材料的彈性極限時，主軸在冷卻后仍能恢

28、復(fù)原狀，彎曲變形是暫時的，稱作彈性彎曲；當(dāng)應(yīng)力大于主軸材料的彈性極限時，主軸在冷卻后不能恢復(fù)原狀，這種彎曲稱為永久性彎曲。(2)制造和安裝不良引起的彎曲。制造過程中，因熱處理不當(dāng)或加工不良，使主軸內(nèi)部還存在殘余應(yīng)力。在運行中，這種殘余應(yīng)力消失，致使主軸彎曲。安裝過程中，葉輪安裝不當(dāng)、變形或膨脹不均都會使主軸彎曲。(3)檢修不當(dāng)引起彎曲。通汽部分軸向間隙調(diào)整不當(dāng)，隔板與葉輪或其他部分產(chǎn)生單向摩擦，主軸產(chǎn)生局部過熱，而造成彎曲；軸封、汽封間隙不均勻或過小，與主軸產(chǎn)生摩擦，造成主軸彎曲；轉(zhuǎn)子中心未對正，滑銷系統(tǒng)未清理干凈或轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡，在啟動過程中產(chǎn)生較大的振動，造成主軸與靜止部件摩擦，致使主軸彎

29、曲；汽封門或調(diào)速汽門檢修不良，在停機過程中造成漏汽，造成主軸局部彎曲。 (4)操作不當(dāng)引起彎曲。機組停轉(zhuǎn)后，由于轉(zhuǎn)子和汽缸的冷卻速度不同，以及上下汽缸的冷卻速度不同，轉(zhuǎn)子上下形成溫差，轉(zhuǎn)子上部比下部熱，轉(zhuǎn)子下部收縮地較快，致使轉(zhuǎn)子向上彎曲。這種彎曲屬于彈性彎曲。停機后，如果彈性彎曲尚未恢復(fù)又再次啟動，而暖機時間不夠，主軸仍處于彎曲狀態(tài)，此時機組將發(fā)生較大振動。嚴(yán)重時，會造成主軸與軸封片發(fā)生摩擦，使軸局部受熱產(chǎn)生不均勻的膨脹，而導(dǎo)致永久彎曲。(5)汽輪機發(fā)生水沖擊引起彎曲。在運行過程中，如果汽輪機發(fā)生水沖擊，轉(zhuǎn)子推力就會急劇增大，產(chǎn)生不平衡的扭力，使轉(zhuǎn)子劇烈振動，造成主軸彎曲。 汽輪機主軸彎曲后

30、，使主軸的重心偏離運轉(zhuǎn)中心，會造成轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動不穩(wěn)定，振動增大。 當(dāng)彎曲嚴(yán)重時，就會引起或進(jìn)一步加大動、靜部件之間的摩擦、碰撞，以致造成設(shè)備損壞的嚴(yán)重事故。主軸彎曲嚴(yán)重影響汽輪機組的安全運行，所以大型汽輪機組都裝設(shè)偏心度監(jiān)測保護(hù)裝置。 第25頁，共49頁。主軸偏心度監(jiān)測與保護(hù)偏心度的監(jiān)測與保護(hù)主軸偏心度測量示意圖 l-傳感器：2-軸承；3-主軸 主軸偏心度的監(jiān)測通常有電感式、變壓器式和電渦流式等類型。目前，采用最多的是電渦流式。 偏心度傳感器，一般安裝在主軸的軸頸上或軸向位移傳感器處的測量圓盤上進(jìn)行測量。測量位置的偏心度并非最大值。最大偏心度可由測得的偏心度值、軸的長度、軸承與測點的距離進(jìn)行估算:

31、 Em 測得的偏心度值；L兩軸承之間的轉(zhuǎn)子長度；l測點與軸承之間的長度。 實際上，轉(zhuǎn)子的彈性彎曲經(jīng)常發(fā)生在調(diào)節(jié)級范圍內(nèi)。根據(jù)比例關(guān)系可知，由上式估算出的數(shù)值比實際的偏心度要大。因此，以此估算值監(jiān)視控制轉(zhuǎn)子的彈性彎曲，有較大的安全裕度，可以有效地實現(xiàn)主軸彎曲監(jiān)控。偏心度監(jiān)測，一般都采用電渦流式測量原理。德國菲力浦RMS700系列、 本特利7200、3300系列偏心度監(jiān)測系統(tǒng)都由電渦流式偏心度傳感器、鍵相器和監(jiān)視器組成，用于監(jiān)測主軸偏心度的峰一峰值、瞬時值第26頁，共49頁。 軸承安全監(jiān)測與保護(hù) 汽輪機軸承故障的原因與危害 汽輪機軸承包括支持軸承和推力軸承。支持軸承用于支撐轉(zhuǎn)子，并保持轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動中

32、心與汽缸的中心一致。推力軸承用于承受轉(zhuǎn)子的軸向推力，保持轉(zhuǎn)子在汽缸內(nèi)的相對位置，使汽輪機的動、靜部分保持適當(dāng)間隙，防止動、靜部件發(fā)生摩擦、碰撞。 汽輪機是高速旋轉(zhuǎn)機械，為減小軸頸與軸承的摩擦并產(chǎn)生大量熱量。必須向軸承連續(xù)提供一定壓力、溫度的專用潤滑油。在軸頸與軸承之間形成油膜，防止直接發(fā)生金屬摩擦；同時用于將熱量帶走，冷卻軸承，防止因軸承內(nèi)溫度過高而造成燒毀軸瓦的事故。 因潤滑油系統(tǒng)故障，引起油膜不穩(wěn)或破壞的原因有： (1)潤滑油壓過低； (2)潤滑油溫過高； (3)潤滑油中斷； (4)油質(zhì)不良； (5)潤滑油中含水； (6)軸瓦與軸頸之間的間隙過大； (7)烏金脫落； (8)發(fā)電機或勵磁機漏

33、電等。 當(dāng)油膜出現(xiàn)不穩(wěn)定或被破壞乃至汽輪機軸承發(fā)生燒瓦事故時，軸承潤滑油溫、推力瓦溫度和軸承溫度將迅速升高。大型汽輪機組均裝設(shè)軸承溫度、推力瓦溫度，潤滑油壓以及潤滑油溫、潤滑油油箱油位監(jiān)測與保護(hù)裝置，作為緊急停機保護(hù)條件。 第27頁，共49頁。軸承安全監(jiān)測與保護(hù) 潤滑油壓的監(jiān)測與保護(hù) 正常運行時，由汽輪機主軸帶動的離心式主油泵為各軸承提供潤滑用油。為保證軸頸、軸瓦之間能建立良好的油膜，并保證有足夠的流量來冷卻各軸瓦，潤滑油壓必須保持一定的壓力。 潤滑油壓的監(jiān)測裝置有很多種，如：電接點壓力表、潤滑油壓控制器、波紋管式壓力繼電器、壓力開關(guān)等。 潤滑油壓低保護(hù)系統(tǒng)框圖 當(dāng)潤滑油壓低于I值時，啟動交流

34、備用油泵，以恢復(fù)油壓；若潤滑油壓繼續(xù)下降，低于值時，啟動直流備用油泵；當(dāng)潤滑油壓低于值時，發(fā)出停機保護(hù)信號；當(dāng)潤滑油壓低于值時，若機組處于盤車狀態(tài)，則停止盤車。 有些機組的保護(hù)系統(tǒng)，在啟動直流備用油泵的同時，跳閘停機。例如：對N300165565565型汽輪機，保護(hù)條件為：潤滑油壓低于0.08MPa時，發(fā)出潤滑油壓低報警信號；低于0.055MPa時，啟動交流備用油泵；低于0.04MPa時，啟動直流潤滑油泵；低于0.02MPa時，停止盤車。對N200-130535535型汽輪機，保護(hù)條件為：潤滑油壓低于0.05MPa時，啟動交流備用油泵；低于0.04MPa時，啟動直流潤滑油泵，同時停止停機；低于

35、0.03MPa時，停止盤車。 第28頁，共49頁。軸承安全監(jiān)測與保護(hù) 潤滑油溫監(jiān)測 潤滑油溫監(jiān)測包括冷油器出口溫度和軸承的回油溫度監(jiān)測。一般情況下，冷油器的出門溫度應(yīng)保持在3545，軸承回油溫度應(yīng)低于70。如果潤滑油溫度過高會使油的粘度降低，引起油膜不穩(wěn)定或破壞；如果潤滑油溫過低，則不能建立起正常的油膜。這兩種情況都會引起汽輪機組振動增大，甚至發(fā)生軸承燒瓦事故。通過監(jiān)測軸承回油溫度，可以監(jiān)視軸承的工作狀態(tài)。 造成軸承回油溫度升高的原因一般有兩個：一是轉(zhuǎn)子軸向推力增大,發(fā)生軸承燒瓦事故；二是冷油器發(fā)生故障?？梢姳O(jiān)測潤滑油溫度十分必要。 冷油器出口溫度和軸承的回油溫度監(jiān)測，可采用一般常用鎧裝熱電偶

36、或熱電阻。當(dāng)被測溫度超出規(guī)定范圍時，監(jiān)測裝置發(fā)出報警信號，以采取相應(yīng)措施，防止發(fā)生燒瓦事故或防止事故進(jìn)一步擴大。 第29頁，共49頁。軸承安全監(jiān)測與保護(hù) 軸承、推力瓦溫度監(jiān)測 監(jiān)測軸承溫度的目的在于監(jiān)視軸承的工作狀態(tài)，防止軸承、軸瓦溫度過高，造成支持軸承和推力軸承燒毀事故。 對于支持軸承，在每個支持軸承上都裝有測溫元件，如銅電阻、鉑電阻或熱電偶。測溫信號，一般送到數(shù)字巡回檢測儀或巡回報警儀上，進(jìn)行顯示或報警。 對于推力軸承，由于監(jiān)測推力瓦的溫度，比監(jiān)測推力軸承的回油溫度更能有效地監(jiān)視推力軸承的工作狀態(tài)，所以一般只監(jiān)測推力瓦的溫度。推力軸承上有工作推力瓦和非工作推力瓦各l0塊(或12塊)。每個工

37、作推力瓦上都裝有一個測溫元件，分別通過耐油耐熱絕緣電纜引出到機殼外的接線盒上然后接到數(shù)字巡回檢測儀或巡回報警儀上，進(jìn)行顯示或報警。同樣，常用測溫元件有銅電阻、鉑電阻或熱電偶。 第30頁，共49頁。凝汽器真空監(jiān)測與保護(hù) 凝汽器設(shè)備的任務(wù)及工作原理 凝汽器設(shè)備是汽輪機的重要組成部分，任務(wù)是：在汽輪機排汽口建立和維持規(guī)定的真空度；將汽輪機的排汽凝結(jié)成潔凈的凝結(jié)水。 由于蒸汽凝結(jié)成水時體積驟然縮小，所以凝汽器內(nèi)會形成高度真空，同時再用空氣泵不斷地將漏入凝汽器的空氣抽走，以免漏入凝汽器的不凝結(jié)的空氣逐漸聚集，使凝汽器內(nèi)壓力升高。蒸汽汽輪機發(fā)電機汽輪機排汽抽氣器凝汽器循環(huán)水泵凝結(jié)水泵冷卻水凝結(jié)水對凝汽器設(shè)

38、備的要求：冷卻水管應(yīng)有較高的傳熱系數(shù)，獲得較高的真空；凝結(jié)水溫度應(yīng)不低于排汽壓力對應(yīng)的飽和溫度，以免增加凝結(jié)水的過冷度；蒸汽在冷卻管中的流動阻力要小，以降低排汽口的壓力和減小凝結(jié)水的過冷度；與空氣一起被抽出的蒸汽量要盡可能少，以降低抽汽器的耗功冷卻水在凝汽器中流動阻力要小，以降低循環(huán)水泵的耗功。第31頁，共49頁?？肇?fù)荷或低負(fù)荷運行時間過長；主軸的絕對振動是兩者的矢量和。因此，以此估算值監(jiān)視控制轉(zhuǎn)子的彈性彎曲，有較大的安全裕度，可以有效地實現(xiàn)主軸彎曲監(jiān)控。電氣式超速監(jiān)測保護(hù)裝置由轉(zhuǎn)速測量部分和保護(hù)部分組成。金屬材料的絕對膨脹, 可以用以下公式表示:冷卻水在凝汽器中流動阻力要小，以降低循環(huán)水泵的

39、耗功。(1)雙通道位移監(jiān)視器(DVTP)。(2)潤滑油溫過高；轉(zhuǎn)速測量方法（磁阻式）用于連續(xù)監(jiān)測轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。數(shù)字式轉(zhuǎn)速表的測量原理一般為測頻法，即在一定的時間間隔內(nèi)對被測脈沖信號進(jìn)行計數(shù)，計數(shù)值與計數(shù)時間間隔之比即為頻率。-溫度增量, 汽輪機緊急跳閘保護(hù)系統(tǒng)第項則是在操作盤上手動實現(xiàn)的。當(dāng)跳閘母管壓力迅速下跌后，關(guān)閉所有蒸汽閥門(自動主汽門TV、主調(diào)門GV、中壓自動主汽門SV、中壓調(diào)節(jié)門IV)。當(dāng)超過危險值時，送出停機保護(hù)指令。凝汽器真空監(jiān)測與保護(hù)凝汽器真空下降的原因及危害 一、凝汽器真空下降的原因較多，主要有以下幾個方面： (1)循環(huán)水泵發(fā)生故障，使冷卻水量減少或中斷； (2)抽氣裝置發(fā)生故

40、障，不能正常抽氣； (3)凝汽器水位升高，淹沒了部分銅管和抽氣口； (4)凝汽器銅管臟污，使傳熱效率降低或銅管堵塞； (5)真空系統(tǒng)不嚴(yán)密，漏人空氣等。二、凝汽器真空下降主要有以下危害(1)使汽輪機組的熱經(jīng)濟性和出力下降；(2)使排汽溫度增高，造成低壓缸熱膨脹變形和低壓缸后面的軸承上抬，破壞機組的中心，使振動增大；(3)使凝汽器銅管的內(nèi)應(yīng)力增大，破壞凝汽器的嚴(yán)密性；(4)使汽輪機內(nèi)蒸汽焓降減少，增大級的反動度，使軸向推力增大，可能造成推力瓦損壞。 第32頁，共49頁。凝汽器真空監(jiān)測與保護(hù)真空的監(jiān)測與保護(hù) 由于凝汽器真空下降時往往不宜立即找到原因，且下降速度較快，易造成嚴(yán)重事故，所以必須設(shè)置真空

41、低保護(hù)裝置。 以300MW機組為例，凝汽器真空下降的處理過程為：正常運行時，真空應(yīng)大于90kPa；降至86kPa時，發(fā)出預(yù)報報警信號；若繼續(xù)下降，應(yīng)啟動備用循環(huán)泵和備用抽氣器；降至86kPa時，應(yīng)減負(fù)荷：每降1.3kPa，減負(fù)荷30MW降至70kPa，減負(fù)荷至0；降至63kPa時，發(fā)出危險信號，立即關(guān)閉主汽門和抽氣逆止門，實現(xiàn)緊急停機。 凝汽器上還裝設(shè)有安全門。當(dāng)凝汽器真空降至危險值，而低真空保護(hù)裝置不動作，則排汽壓力進(jìn)一步上升。當(dāng)排汽壓力大于24kPa表壓力時，凝汽器上等薄膜式安全門被沖開，汽輪機向外排汽，避免凝汽設(shè)備因低壓缸排汽溫度和壓力上升而損壞。 監(jiān)視凝汽器真空的一般方法：1、汞柱式真

42、空表。汞柱高度可直接指示凝汽器真空大?。?、觸電式真空表。處指示功能外，能根據(jù)設(shè)定值進(jìn)行觸發(fā)報警；3、指示式真空表。用來監(jiān)視凝汽器真空。4、指示記錄信號真空表。由真空變換器轉(zhuǎn)換為電信號，由電子電位差計指示和記錄，帶有信號接點，能根據(jù)設(shè)定值進(jìn)行觸發(fā)報警；5、金屬波紋管式真空低保護(hù)裝置。只作保護(hù)使用。6、壓力控制器式真空保護(hù)裝置。由兩個組成，一個發(fā)真空下降報警信號，另一個用作發(fā)真空低保護(hù)停機信號。第33頁，共49頁。凝汽器真空監(jiān)測與保護(hù)壓力控制器式真空低保護(hù)裝置指針標(biāo)尺調(diào)節(jié)桿鎖緊螺帽出線套接線端子撥動開關(guān)撥臂刀支架杠桿刀波紋管室接頭套筒真空壓力控制器結(jié)構(gòu)示意圖差動旋鈕拉伸彈簧1導(dǎo)壓管、2波紋管、3

43、杠桿、4刀支架、5撥動開關(guān)、6中間繼電器壓力控制器式真空保護(hù)裝置工作原理示意工作原理 ：真空壓力控制器通過導(dǎo)壓管1與凝汽器連接，撥動開關(guān)5的觸頭與控制回路的中間繼電器6連接。正常運行時，真空較高，波紋管2受壓縮，撥動開關(guān)觸頭、處于閉合狀態(tài)， 、處于斷開狀態(tài)，當(dāng)凝汽器真空下降到第一限值時，波紋管伸長，通過杠桿使、閉合，繼電器6動作，接通信號報警電路；當(dāng)真空下降到第二限值時，接通保護(hù)控制電路，自動跳閘停機。第34頁，共49頁。防止汽輪機進(jìn)水保護(hù) 進(jìn)水事故的危害 (1)葉片的損傷和斷裂。當(dāng)水進(jìn)入汽輪機的流通部分時，動葉片特別是較長葉片 受到水沖擊而損傷或斷裂。(2)動靜部件摩擦、碰撞。當(dāng)水或冷蒸汽進(jìn)

44、入汽輪機時，使機組發(fā)生劇烈振動， 汽缸變形，漲差增大，導(dǎo)致汽輪機內(nèi)部動靜部件發(fā)生徑向或軸向摩擦或碰 撞。徑向碰撞嚴(yán)重時，會造成大軸彎曲事故。(3)引起金屬產(chǎn)生裂紋。機組在啟動時，如果經(jīng)常出現(xiàn)進(jìn)水、進(jìn)冷蒸汽，汽輪機 動靜部件由于反復(fù)受到急劇冷卻，在交變熱應(yīng)力的作用下，就會產(chǎn)生裂紋。(4)使閥門與汽缸的結(jié)合面漏汽。由于閥門和汽缸受到急劇冷卻，使金屬產(chǎn)生永 久變形，造成漏汽。(5)推力瓦燒毀。當(dāng)進(jìn)水或進(jìn)冷蒸汽時，使軸向推力急劇增大，推力軸承超載， 造成推力瓦上的烏金燒熔。造成汽輪機進(jìn)水、進(jìn)冷蒸汽的原因是多方面的，如設(shè)計缺陷、運行操作不當(dāng)、安裝維修不當(dāng)、對相關(guān)參數(shù)沒有監(jiān)測手段或監(jiān)測不當(dāng)?shù)取？赡茉斐善?/p>

45、機進(jìn)水、進(jìn)冷蒸汽的部位，也有很多。任何與汽輪機連接的接口管道都有可能造成汽輪機進(jìn)水。 第35頁，共49頁。防止汽輪機進(jìn)水保護(hù)汽輪機進(jìn)水事故的防止 近年來，國內(nèi)外都很重視汽輪機進(jìn)水的診斷技術(shù)，目前已有三種探測方法。(1)熱電偶監(jiān)測方法。常用三種方法：第一種是采用表面式熱電偶接在外壁測量壁溫; 第二種是采用套管式熱電偶測溫；第三種是采用焊在管子上的新型快速熱電偶測溫，這種熱電偶的相應(yīng)時間很快，大大小于套管式熱電偶的響應(yīng)時間。采用熱電偶監(jiān)視汽輪機是否進(jìn)水，關(guān)鍵是要提高熱電偶的響應(yīng)速度。熱電偶式監(jiān)測系統(tǒng)的響應(yīng)速度較慢，這是因為從管道進(jìn)水或進(jìn)入冷蒸汽到金屬溫度顯著降低需要一定的時間。(2)有源聲探測傳感

46、器。 電力研究所根據(jù)超聲聽音原理研制的探測傳感器，具有很高的靈敏度，而且不需把傳感器插入管道內(nèi)，只需把傳感器安裝在管道的兩側(cè)，屬于非接觸測量方法。當(dāng)管道內(nèi)流動的介質(zhì)不含水時，傳感器輸出信號很弱；當(dāng)管道內(nèi)流動的介質(zhì)含水時，傳感器輸出信號迅速增強。該傳感器可以安裝在主蒸汽管道、再熱蒸汽管道以及各段抽汽管道上，以快速監(jiān)視管道內(nèi)是否進(jìn)水。(3)電子液位系統(tǒng)。它可以跟蹤液位的變化，這種探測系統(tǒng)還在試驗中。我國也非常重視汽輪機進(jìn)水的診斷技術(shù)的研究，在參照國外診斷技術(shù)的基礎(chǔ)上，制訂了預(yù)防汽輪機進(jìn)水事故導(dǎo)則，規(guī)定在管道的每一個低位點應(yīng)裝設(shè)疏水裝置，這些疏水裝置包括疏水罐、防堵式節(jié)流裝置、自動疏水閥以及水位測量

47、、報警裝置等。通過不斷提高汽輪機進(jìn)水的診斷技術(shù)和應(yīng)用水平，以確保汽輪機的安全運行。 第36頁，共49頁。汽輪機緊急跳閘保護(hù)系統(tǒng) 大型汽輪機組均裝設(shè)緊急跳閘保護(hù)系統(tǒng)(Emergency Trip System，簡稱ETS)，當(dāng)機組出現(xiàn)異常情況并危及汽輪機組安全時，為防止損壞設(shè)備造成嚴(yán)重事故，跳閘保護(hù)系統(tǒng)動作，立即進(jìn)行緊急停機。 早期大型汽輪機組的緊急跳閘保護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)成、功能較為簡單，控制電路由繼電器實現(xiàn)。保護(hù)信號通過控制電磁解脫線圈，使解脫錯油門動作，或者通過控制磁力斷油門的電磁線圈，使磁力斷路油門動作，關(guān)閉自動主汽門和各調(diào)速汽門，實現(xiàn)緊急停機。近年來大型汽輪機組的緊急跳閘保護(hù)系統(tǒng)，在構(gòu)成、功能

48、和實現(xiàn)方式上有了很大變化。控制電路通常由可編程控制器(PLC)、分散控制系統(tǒng)(DCS)或繼電器實現(xiàn)。汽輪機緊急跳閘保護(hù)系統(tǒng)，是汽輪機組在危急情況下的保護(hù)系統(tǒng)，它與汽輪機安全監(jiān)測儀表系統(tǒng)(TSI)、數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)(DEH)一起構(gòu)成了汽輪機組的監(jiān)控系統(tǒng)。 系統(tǒng)簡介第37頁，共49頁。汽輪機緊急跳閘保護(hù)系統(tǒng)國產(chǎn)300MW機組汽輪機組緊急跳閘保護(hù)系統(tǒng) 緊急跳閘保護(hù)系統(tǒng)邏輯框圖 由圖可知，系統(tǒng)提供8項保護(hù)功能，它們分別是：軸向位移保護(hù)；高、中、低壓缸脹差保護(hù)；超速保護(hù)；潤滑油壓低保護(hù)；支持軸承溫度保護(hù)；推力軸承溫度高保護(hù)；凝汽器真空低保護(hù)；發(fā)電機內(nèi)部故障保護(hù)。 當(dāng)滿足以上任何一種跳閘條件時，保護(hù)系統(tǒng)動

49、作，通過磁力斷路油門迅速將自動主汽門和各調(diào)速汽門關(guān)閉，并聯(lián)鎖關(guān)閉各段抽汽逆止門，跳發(fā)電機斷路器。保護(hù)系統(tǒng)的控制邏輯由繼電器實現(xiàn)，其繼電器控制邏輯圖此處略。 第38頁，共49頁。汽輪機緊急跳閘保護(hù)系統(tǒng)300MW引進(jìn)機組緊急跳閘保護(hù)系統(tǒng) (1)超速保護(hù)；(2)軸向位移保護(hù)；(3)軸承油壓低保護(hù)；(4)EH油壓低保護(hù)；(5)凝汽器真空低保護(hù)；(6)17號軸承振動保護(hù)；(7)MFT主燃料跳閘停機保護(hù)；(8)DEH失電停機保護(hù)；(9)脹差越限保護(hù)；(10)高壓缸排汽壓力高停機保護(hù)；(11)發(fā)電機內(nèi)部故障停機保護(hù)；(12)手動停機保護(hù)。 其中，第(1)(5)項功能是由各自通道接受控制繼電器或壓力開關(guān)觸點信

50、號實現(xiàn)的；第(6)(11)項功能是由外部信號送到保護(hù)系統(tǒng)的遙控接口實現(xiàn)的；第項則是在操作盤上手動實現(xiàn)的。當(dāng)上述12個跳閘條件中的任何一個滿足時，跳閘保護(hù)系統(tǒng)動作，通過雙通道自動跳閘電磁閥(AST電磁閥)，關(guān)閉汽輪機的所有進(jìn)汽閥，使汽輪機緊急跳閘停機。 第39頁，共49頁。緊急跳閘保護(hù)系統(tǒng)有下列部分組成：一個裝設(shè)自動跳閘電磁閥和壓力開關(guān)的危急跳閘控制塊、三個裝有壓力開關(guān)和試驗電磁閥的試驗跳閘塊、軸向位移傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、裝設(shè)電氣和電子元件的控制柜和遙控試驗操作盤。汽輪機安全監(jiān)測儀表系統(tǒng)(TSl)的脹差超限、17號軸承座的振動超限觸點以及FSSS的MFT停機、DEH失電、汽輪機高壓缸排汽壓力高和

51、發(fā)電機內(nèi)部故障等電氣觸點是通過遙控接口與ETS系統(tǒng)連接的。各傳感器的開關(guān)信號或電觸點信號送到跳閘控制柜，柜中的繼電器按邏輯動作，決定是否通過AST電磁閥將跳閘系統(tǒng)油母管的回油泄掉，實現(xiàn)自動停機。當(dāng)機組正常運行沒有跳閘條件存在時，AST電磁閥都處于帶電狀態(tài)而關(guān)閉，堵住跳閘油母管的回油，保持母管中油壓的建立。當(dāng)有任何一個跳閘條件存在時，控制繼電器或壓力開關(guān)的相應(yīng)觸點斷開，控制AST電磁閥斷電，使泄油閥打開，泄掉跳閘母管回油。當(dāng)跳閘母管壓力迅速下跌后，關(guān)閉所有蒸汽閥門(自動主汽門TV、主調(diào)門GV、中壓自動主汽門SV、中壓調(diào)節(jié)門IV)。實際上，AST電磁閥共有4只，它們相互串聯(lián)和并聯(lián)，形成雙通道。自動

52、跳閘保護(hù)系統(tǒng)采用雙通道控制方式，以降低誤動率和拒動率，從而提高了保護(hù)系統(tǒng)動作的可靠性。對于超速、軸承油壓低，EH油壓低和凝汽器真空低等保護(hù)功能，都可以進(jìn)行在線試驗，可以在機組運行時對各通道進(jìn)行可靠性試驗，在試驗時系統(tǒng)仍具有連續(xù)保護(hù)功能。 汽輪機緊急跳閘保護(hù)系統(tǒng)緊急跳閘保護(hù)系統(tǒng)第40頁，共49頁。汽輪機安全監(jiān)測儀表系統(tǒng) 為保證汽輪機組的安全運行，我國大型汽輪機組均裝設(shè)了汽輪機安全監(jiān)測儀表系統(tǒng)，簡稱TSI。TSI系統(tǒng)是一種監(jiān)測大型旋轉(zhuǎn)機械運行參數(shù)的多路監(jiān)控系統(tǒng)，用于全面、連續(xù)地監(jiān)測汽輪機組轉(zhuǎn)子、汽缸、軸承等部件的重要機械量運行參數(shù)，提供顯示、記錄、報警、保護(hù)信號，還可提供用于故障診斷的各種測量數(shù)據(jù)

53、。目前，火電機組的TSI系統(tǒng)主要有： 本特利公司的7200、3300系列，德國菲力浦RMS700系列及國產(chǎn)5000、8000系列等。本節(jié)簡要介紹應(yīng)用最為廣泛的本特利7200、3300系列的組成、功能及特點。 系統(tǒng)簡介第41頁，共49頁。汽輪機安全監(jiān)測儀表系統(tǒng) 本特利7200系列 本特利7200系列汽輪機監(jiān)測儀表系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于我國300MW、600MW汽輪機組上，用于連續(xù)監(jiān)測汽輪機組的運行狀態(tài)。 主要的監(jiān)測參數(shù)有：轉(zhuǎn)子軸向位移、汽缸的絕對膨脹、脹差、汽輪機轉(zhuǎn)速與零轉(zhuǎn)速、軸承座的絕對振動峰一峰值、轉(zhuǎn)子相對于軸承座的相對振動峰一峰值、轉(zhuǎn)子的絕對振動峰一峰值、主軸偏心度峰一峰值和瞬時值，以及經(jīng)矢量濾波器監(jiān)測的振動幅值、相位或振動矢量的正交分量、同步分量等。1傳感器 7200系列汽輪機監(jiān)測儀表系統(tǒng)的傳感器分三大類：電渦流式傳感器、線性差動變壓器(LVDT)和速度(地震)傳感器。 電渦流式傳感器用于測量軸向位移、轉(zhuǎn)速、零轉(zhuǎn)速、振動、相位角，并與速度傳感器組合成復(fù)合探頭振動傳感器，用于測量主軸的絕對振動、相對振動和軸承座的絕對振動。 LVDT用于測量位移量，如汽缸的絕對膨脹、脹差及油動機行程等。 速度傳感器用于測量振動的幅值、速度及加速度。 第42頁，共49頁。汽輪機安全監(jiān)測儀表系統(tǒng)7200系列TSI系統(tǒng)監(jiān)視器(1)7200系列TSI