崇电660MW机组TSI讲解复习课程

组成：探头类型PR6426电涡流传感器、前置器类型CON 021 -4/-20V、卡件类型MMS6210。
安装：探头1安装于发电机端，探头2安装于低压缸端，安 装电压-12V.
量程： -41mm～+41mm 报警值： ＋21mm和-2mm 跳机值： ＋21.8mm和-2.8mm
汽轮机转速监测与保护
危急保安器属于机械液压式超速保护装置，当转速超过额定转速的10％～12％ 时，危急保护器动作，同时关闭主汽门和调速汽门，实现紧急停机。附加超速保 护装置实际是一个滑阀，当超速l0％～12％时，危急保安器应动作而未动作，超 速继续升高到14％一15％时，附加超速滑阀动作，使危急保安器动作，实现紧 急停机。
电气式超速监测保护装置由转速测量部分和保护部分组成。当转速超速超过危 险值时(不同机组的整定值不同)，电气式监测保护装置动作，发出紧急停机保护 信号。
另外，大型汽轮机组均设有零转速监测装置，用于在停机过程中监视零转速状 态，以确保盘车装置及时投入，防止在停机过程中造成主轴永久性弯曲。
汽轮机转速监测与保护
量程：-2mm~+2mm 报警值： ±0.9mm 跳机值： ±1.0mm 注：1或3与上2或者4发跳机信号
缸胀、胀差监测与保护
—— 基 本 概 念
汽轮机在启动、暖机、升速和停机过程中，或在运行工况发生较大变动时， 都会由于温度大幅度或快速变化，引起汽缸和转子不同程度的热膨胀。
汽轮机高、中、低压缸对应滑销死点(即汽轮机基础)的膨胀称为缸胀；转 子与汽缸之间的相对膨胀差值，称为胀差(或差胀)。 转子膨胀量大于汽缸膨胀量为正胀差： 原因：启动时，暖机时间不够，升速过快；负荷变动时，升负荷速度过快等。 汽缸膨胀量大于转子膨胀量为负胀差： 原因：减负荷速度过快；突然甩全负荷；空负荷或低负荷运行时间过长；主 蒸汽温度过低或突降；发生水冲击；停机过程中，用轴封蒸汽冷却汽轮机速 度过快；凝汽器真空急剧下降，排汽温度迅速上升时，造成低压缸负胀差增 大等。 金属材料的绝对膨胀, 可以用以下公式表示:
一、轴向位移监测与保护
汽轮机是以高温、高压过热蒸汽为动力的高速旋转机械，为防止 汽轮机动静部件之间发生碰撞和摩擦，叶片与喷嘴之间、轴封动 静之间及叶轮与隔板之间必须保持适当轴向间隙。
过热蒸汽在膨胀作功时，使汽轮机转子产生巨大轴向推力，正常 情况下，轴向推力由推力瓦承受，当推力过大时将破坏油膜，转子发 生窜动，轴向位移增大，汽轮机动静部件发生摩擦、碰撞，造成严重 事故，如：叶片断裂、主轴弯曲和叶轮碎裂等。
崇电660MW机组TSI讲解
崇 信 电 厂 TSI 监 测 与 保 护 项 目
(1)轴向位移监测与保护； (2)低压缸胀差监测与保护； (3)转速监测与超速保护； (4)汽轮机相对振动监测与保护； (5)汽轮机绝对振动监测； (6)主轴偏心度监测； (7)高压缸绝对膨胀监测； (8)键相监测；
Turbing Supervisory Instrumentation
转速监测的目的
汽轮机在设计时，转动部件的强度裕量是有限的。由于离心力与转速的平方成 正比，当转速增加时，离心力就会急剧增大。当出现严重超速时，就很可能造成 严重的设备损坏事故，甚至造成“飞车”恶性事故。
为保证汽轮机组安全运行，必须严密监测汽轮机的转速，并装设超速保护装置。 大型汽轮机均设有多重超速保护装置：危急保安器(或称危急遮断器，一般设置 两套)超速保护装置、附加超速保护装置、电气式超速保护装置等。
大型汽轮机组普遍安装成套的汽轮机安全监测仪表 系统(Turbine Supervisory Instrumentation，简称TSI)。
主要包括: •美国本特利公司的7200、3300系列； •德国菲力浦公司的MMS6000系列； •国产5000、8000和9000系列等；
这些系列TSI系统，以其高可靠性，为大型汽轮机组 的安全运行提供了保证。我厂用德国菲力浦MMS6000 系统。
汽轮机超速的主要原因
(1)由于电网、主变压器或发电机组发生故障，致使发电机油断路 器跳闸，汽轮机甩全负荷； (2)由于发电机侧电气故障，造成有功功率突降； (3)单台机组带负荷时，负荷突降； (4)正常停机过程中，机组解列时或解列后空负荷运行时，调节不当； (5)汽轮机启动过程中，闯过临界转速后应定速时，或定速后空负荷 运行时，调节不当； (6)危急保安器做超速试验时； (7)运行人员违规操作，如：负荷调控速率过快，停机过程中带负荷 解列，开启主汽门速度过快等；
L 0ly(t)tydy
式中, y (-t-) -材料的线膨胀系数, 1/℃ ---t y温度增量, ℃ -L--计算截面与计算参考点的距离,
缸胀、胀差监测与保护
—— 目 的 及 意 义
由于汽轮机轴封和动静叶之间的轴向间隙都设计的很 小，在汽轮机启、停或运行过程中，如果胀差过大超过 允许值时，就会使动静部分产生摩擦、碰撞，引起机组 强烈振动，甚至造成叶片断裂等严重事故。为保证汽轮 机机组安全，必须装设汽轮机缸胀和胀差监测保护装置， 当缸胀和胀差超限时，立即发送热工信号，进行声光报 警；当超过危险值时，送出停机保护指令。
一：轴向位移
我厂轴向位移共四个，装在汽轮机机头的推理轴承箱内 的轴向位移支架上，其布置为1、3在机头侧，2、4在高压 缸侧。
组成：探头PR6424电涡流传感器、前置器类型CON 021 -2/-18V、卡件类型MMS6210。
安装：将汽轮机大轴推到工作端，1、3的安装电压为10.56，2、4电压为-9.44.由于2、4反向测量，最终4个轴向 位移均为+0.14.
停机保护一般只在机组启停过程中和低负荷运行时投 入，这是因为在正常运行时，胀差一般变化不大。
CE (Case Expansion,缸胀) DE (Differential Expansion,差胀）
二、低压缸胀差监测与保护
我厂低压缸胀差测量为双锥面测量，倾斜角度14 °,共两个 探头两个变送器一个卡件。其安装于低压缸与发电机之间的 4、5号轴承箱内支架号，提醒 运行人员处理；位移超过危险值时，保护装置动作，关闭主汽门、调 速汽门和抽汽逆止门，实现紧急停机。
电涡流式轴向位移传感器将转子轴向位移转换为电压信号，进行 指示、报警和停机保护。
电涡流传感器结构简单、灵敏、线性范围大、抗干扰能力强及不 受油污影响等优点，广泛用于轴向位移、振动、主轴偏心度、转速等 重要参数的测量。