浅谈百万机组100%出力小汽轮机探头安装关键

浅谈百万机组100%出力小汽轮机探头安装关键

韩红磊

山东电力建设第三工程有限公司，山东青岛，邮编266100)

摘要：本文研究了小汽轮机上装设的各种安全监视和保护装置仪表,以便对各种重要的热工参数、振动以及位移机械量等进行监视和控制。提出监视仪表(TSI)精确安装特别重要,对汽轮机的各项安全监视的准确性和可靠性至关重要。 解决了大功率机组为了提高运行的经济性,其效率设计的很高,级间间隙、轴封间隙选择的比较小,运行当中如果控制不当,很容易发生转动部件与静止部件间的相互摩擦,引起汽轮机主轴弯曲、振动过大等问题。

关键词：探头 偏心 间隙 安装

引言

仪表设备安装及调试质量的好坏，对汽轮机安全稳定运行起着至关重要的作用。现存国内外热控仪表设备规格、型号、品牌繁多，各仪表安装规范、要求也不尽相同，如不能提前规划，极易给现场的安装及调试带来技术、工期、和经济风险。本文针对100%出力小汽轮机重要热控仪表、设备的安装及调试进行了阐述，为后续类似机组提供丰富的安装及调试经验。

1 热控主要设备安装

1.1 相对振动探头TQ412

这类传感器用于对移动机械元件和相关位移的非接触测量。它们适合测量旋转机械轴上的相对振动和轴位， TQ412非接触传感器和相配的IQS450信号前置器联合成一套经标定的涡流系统，在此系统中，每一元件都是可互换的。传感器端部与被测物之间（如机械轴）的距离与系统输出电压成比例。涡流探头的感应部分是一组压在传感器端部的托朗线圈。传感器本体材质为不锈钢。被测物的材质必须为金属。

8个测量振动的涡流探头分别安装于#1、#2、#3、#4轴承。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。一般涡流传感器,涡流影响范围约为传感器线圈直径的三倍,因此传感器对应的测量宽度应为传感器直径的三倍,而且在传感器空间24mm范围内不应有其它金属物存在,否则会带来误差。安装间隙电压应以传感器输出特性曲线确定的线性中点位而定,一般电压为-10.00VDC时测量值最精确。

1.2轴向位移探头TQ402

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。3个轴向位移传感器探头安装在2号轴承处,探头朝向小机方向，安装探头灵敏度为4mV/μm，前置器供电电压为-24V。在安装轴向位移传感器前,已确认给水泵小机工作面位于给水泵侧，把转子推至工作位，推力间隙为0.45mm（机务专业书面交接），然后按要求安装探头。VM600厂家指导零位电压为：-9.6VDC。

1.3偏心传感器＆键相传感器

偏心度的测量是监视大轴的弯曲程度。直接偏心指瞬时偏心值,峰一峰值偏心表示的是轴弯曲正方向的极值与负方向的极值之差。偏心的测量是通过偏心探头和键相探头共同完成的,均为φ8 m灵敏度为7.874 V/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-10 V,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。

1.4转速探头

配置霍尔探头的BRAUN超速保护装置，转速探头安装间隙如果不合适，超速装置内部的转速信号会有干扰，而面板显示和到DEH的转速信号都是正常的，但是实际动作转速是模块内部的瞬间转速。霍尔探头和测速齿轮的大小、模数相关。在带电情况下，转速探头测量面如果和测试齿轮或其它金属接触，信号将会被锁死（转速信号为零）。

2安装步骤

2.1探头插入安装孔之前，应保证孔内无杂物，探头能自由转动而不会与导线缠绕。

2.2为避免擦伤探头端部或监视表面，为避免擦伤探头端部或监视表面，可用非金属测隙规测定探头的间隙。也可用连接探头导线到延伸电缆及前置器的电汽方法整定探头间隙。

当探头间隙调整合适后，旋紧防松螺母。此时应注意，过分旋紧会使螺纹损坏。探头被固定后，探头的导线也应牢固。延伸电缆的长度应于前置器所需的长度一致。任意的加长或缩短均会导致测量误差。

2.3延伸电缆的安装

    延伸电缆作为连接探头和前置器的中间部分，是涡流传感器的一个重要组成部分，所以延伸电缆的安装应保证在使用过程中不易受损坏，应避免延伸电缆的高温环境。探头与延伸电缆的连接处应锁紧，接头用热缩管包裹好，这样可以避免接地并防止接头松动。在盘放延伸电缆时应避免盘放半径过小而折坏电缆线。一般要求延伸电缆盘放直径不得小于55mm.

2.4前置器的安装

   前置器是整个传感器系统的信号处理部分，要求将其安装在远离高温环境的地方，其周围环境应无明显的蒸汽和水珠、无腐蚀性的汽体、干燥、振动小、前置器周围的环境温度与室温相差不大的地方。安装时前置器壳体金属部分不要同机壳或大地接触。安装时必须避免有其他干扰信号影响测量电路。

2.5转速传感器安装间隙的锁定

转速传感器可采用塞尺测量安装间隙的方法进行安装。

在探头端面和被测面之间塞入设定安装间隙厚度的塞尺，霍尔式转速传感器安装间隙1.4~1.8mm，要求传感器尾部水平截面与齿盘垂直；磁阻式传感器安装间隙1.2~1.4mm，无安装方向要求。当探头端面和被测面压紧塞尺时，紧固探头即可。

2.6轴振动、偏心、键相传感器安装间隙的锁定

    这三种传感器均可采用连接探头导线到延伸电缆及前置器的电汽方法整定探头间隙。将探头、延伸电缆、前置器连接起来，并给传感器系统接上电源，用精度较高的万用表监测前置器的输出电压，同时调整探头与被测面的间隙，当前置器的输出电压大约在-10VDC时，拧紧探头的两个紧固螺母固定探头即可。

2.7轴位移的零位锁定

2.7.1轴位移监测系统的测量原理：

    Vm600轴位移监测系统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器，从而实现监测和保护的目的。

2.7.2轴位移传感器的零位锁定：

 轴位移传感器零位锁定必须参考的因素

a) 大轴推力瓦的间隙△值

b) 大轴所在位置（即大轴推力盘已靠在推力瓦的工作面或非工作面）

c) 位移监测器及传感器的校验数据

已知：△=0.45mm，大轴推力盘靠在工作面，轴位移监测器量程为±2mm，传

感器灵敏度F=4.0V/mm，零位安装电压Vo=9.6V。则安装电压X的计算：

X=Vo+F×1/2×△=10.5V，监测器应显示为0.225mm。

总结：百万机组100%出力小汽轮机的振动、位移等传感器是小汽轮机安全监测和保护系统的重要组成部分，它是运行人员了解机组运行状态，分析故障的主要依据。各种仪表的精确安装，小汽轮机运行时保护的投入，能使机组在安全工况下连续运转，对保护现代大型机组来说具有非常重要的意义。