本特利3500型TSI系统安装与调试

1 传感器的安装与调试
1.1轴承振动传感器探头的安装
6个φ8 mm灵敏度为7.87 V/rnm 的涡流探头分别装于1号、2号、3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。

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7.87 V/mm的探头,安装间隙电压为- 9.75 V或1.2 mm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0.2 V。

1.2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。

两只轴向位移传感器探头安装在2号轴承处,分别装于甲乙两侧,探头朝向低压缸方向安装探头型号为7200型φ14 mm探头,灵敏度为3.937 V/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+ 2 mm,安装电压- 9.75
土0.2 V 沾化电厂汽轮机膨胀相对死点在2号轴承处,高压缸转子膨胀在以2号轴承处为相对死点向前箱方向膨胀,低压缸转子膨胀在以2轴承处为相对死点向发电机方向膨胀。

高低压差胀探头为不带前置器φ25 mm涡流探头,灵敏度为0.8 V/ 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--10 mm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(-6.95 V)-探头灵敏度(0.8 V/mm)*4
低压差胀探头零位安装电压:探头线性中点电压(-6.95 V) +探头灵敏度(0.8 V/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。

1.3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。

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向探头共同完成的,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一10 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转速探头的安装
汽轮机转速探头也为φ8 mm灵敏度为7.874 V/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,安装时用塞尺测量比较方便。

2系统简述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。

滕州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。

3系统结构
3.1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。

3.2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。

3.3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。

沾化电厂没有定购操作员显示软件,所以各种测量数值通过模块4-20mA输出到DCS系统实现数据显示。

3.4电涡流传感器和速度式传感器的监测原理
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。

速度传感器的原理如下:压电式速度传感器安装在轴承壳上或机壳上,机械振动会产生一个压力或张力作用在晶体上,而晶体的作用相当一个弹簧,它会依次反抗压力或张力,这样,晶体就会产生移动的电荷,该电荷由积分电子线路进行调节。

监测器提供电源,同时从传感器上取得信号。

4本特利3500仪表的内部组态设置
4.1电源模块组态
350监测系可接受三种类型电源:交流电源, 高压直流电源和低压直流电源。

还可设置单电源和双电源运行模式。

根据现场安装情况,选择单电源模式和高压交流电源。

在电源模块组态里还可设置连接密码和组态密码。

最好不要设置,以免时间长了忘记密码。

其它设置取默认的即可。

4.2振动模块的组态
3500/42卡件可根据要求组态成轴振、瓦振、偏心、轴向位移、速度、加速度模块。

3500/42卡件分四通道,1和2通道、3和4通道成对组态,可以先完成1通道,再复制到2和3、4通道,减少组态工作量。

径向振动组态可选择有键相或无键相信号。

当选择了有键相信号时,可选择lX( 1倍频)幅值, IX的相位滞后角;2X(2倍频)幅值;2X的相位滞后角;非1X幅值; Smax(单峰最大值)幅值。

这些都是为机组事故分析时提供依据的;还可选择钳位值,即通道或传感器故障后,通道电压被钳制在设定的值上,默认值为零;记录仪的输出为振动通频幅值,输出设置为4-20 mA;继电器的延时可采用默认设置,即报警值延时3
秒,危险值延时1秒;径向振动传感器的类型可选择为φ8 mm的涡流传感器;报警和危险继电器模式都选择为闭锁;探头安装方向为朝向探头,没有安全栅,报警倍增为1。

4.3轴向位移和差胀的组态
轴向位移和差胀使用3500/45卡件编程。

3500/45卡件可完成轴向位移、差胀,斜面式差胀和补偿式差胀功能。

滕州电厂3500/45卡件, 1、2通道为轴向位移,3通道为高压差胀,4通道为低压差胀。

轴向位移组态量程为- 2 mm- + 2 mm,探头零位安装间隙电压- 9.75 V,传感器选择为7200 型φ14 mm,两个通道均设置为远离为正。

高、低压差胀量程组态为- 2 mm- + 10 mm-,根据安装要求选择好零位电压。

高压差胀设置为朝向为正,低压差胀设置为远离为正。

当探头安装完毕后,在DCS 显示画面上看到不准确后,可打开零位调节画面, 调节零位安装电压,但可调范围受到量程和通道OK范围的限制。

4.4转速通道的组态
转速通道选用3500/50卡件,为双通道卡件。

转速量程设置为0-5000转/分,门槛电压设为自动,滞回电压为1VDC,信号极性为凹槽,每转的事件数60,即每转60个脉冲电压。

同样可以设置记录仪的输出和报警继电器的输出。

转速通道的组态主要注意:门槛电压值设为自动,此值是大多数输入信号的正峰值和负峰值的中间值,随输入信号的变化而变化。

自动门槛值需要的最小信号的幅值为1V峰峰值,最小频率为0.0167HZ。

如果门槛值设为手动,该值可在+ 9.9至- 23.6之间进行调整,手动门槛值需要最小信号的幅值为500 mV峰峰值。

4.5通道报警和继电器的输出的组态
每个通道提供两个值的报警点,可设置高于某一值报警或低于某一值报警,也可根据需要,设置报警有效或无效,对每个模拟量的通道进行报警点设置完成之后,就可以组态继电器的输出通道了口继电器输出采用3500/32卡件4通道的继电器模块。

每个继电器的输出都可以利用与(AND)或(OR)运算器编程。

每个继电器的报警驱动逻辑, 都可以用来自框架中任何监测器通道的报警输入。

例如:继电器1通道为振动大报警，可组态为6个振动报警或运算以后,从继电器1通道输出。

这样,既节约了通道也减少了电厂热工人员的维护工作量,这是以前的3300系统做不到的。

每个继电器可设置为常开或常闭。

所有的组态都必须在软件下装后才起作用。

5本特利3500系统与3300系统的区别
5.1组态方式的不同
330系统卡件是以电子线路集成为基础的单独系统,组态方式通过设置线路上的短接块,使卡件实现不同功能。

这样每次改变卡件设置时,须拔插卡件,易损坏电子线路。

3500系统卡件是以总线方式构成的网络结构,通过计算机RS232接口以软件的方式实现对卡件功能的设置。

即方便快捷, 又不会损坏卡件。

5.2数据显示方式的不同
3300系统实时数据是通过卡件前面板的棒状液晶显示屏显示。

棒状显示数据精确度较低,而且量程和刻度改变不方便。

3500系统在监测框架上没显示屏,所以在操作员计算机上安装操作员显示软件,通
过显示软件可显示机组图、棒状图、当前值、选定的事件段显示趋势图、报警事件序列、系统事列表、计算机日志。

显示软件强大的监视功能为运行员更好了解机组的运行状态提供了保证。

数据显示也可通过监测框架4-20 mA输出到DCS 系统实现数据监视,沾化电厂即用此方式。

5.3通讯方式的不同
3300系统通过本特利公司的通讯处理器或3300串行接口实现与程序控制器和分散控制系统的通讯,这种通讯方式一般不采用,在现场通常用硬接线的方式实现与其它系统的通讯。

3500除了具有3300通讯功能以外,可用RS232接口实现主机和框架之间的通讯,也可通过RS422端口实现几个框架之间的通讯,3500系统还可通过调制解调器实现框架和框架之间、主机和主机之间的远程通讯。

3500与3300通讯方式相比的显著特点是3500 对网络的支持程度大大提高了。

6调试过程中遇到问题及解决方法
(1)在高压差胀探头和低压差胀探头安装完毕一天后,发现高压差胀偏离零位2 mm,低压差胀为0.5 mm,在现场了解到低压缸有轻微的加热,但高压差胀偏离太大,为不正常现象。

分析其原因可能有:一、探头安装不太牢靠,产生松动;二、大轴零位移动。

最后决定打开前箱上盖,检查调整高压差胀探头。

打开后发现探头并无松动现象,可能的原因就是在安装过程中大轴发生移动,重新调整探头的安装零位后,高压差胀为0.3 mm,恢复正常。

(2)在机组运行期间,发现有一转速信号不稳定。

汽机实际3000转/分时,最低显示2000转/分左右。

经分析可能是现场存在干扰,检查信号屏蔽电缆,发现信号线不是所要求的三芯屏蔽电缆,而是一根多芯的电缆,这样就有可能造成信号之间的干扰。

最后通过把多芯线上的部分信号转移到其它备用芯上,转速恢复正常。

7本特利3500系统总评
全软件化的组态画面,使3500系统比3300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。