热控TSI系统控制手册

热控分场4号机组A级检修TSI系统检修控制手册热控分场机控班目录一系统简介 (3)二一次元件的安装与调整 (7)2.1轴向位移的安装与调整 (7)2.2高、中、低压胀差的安装调整 (8)2.3振动控头的安装调整 (10)2.4前置器的作用与校验 (10)三 TSI控制部分（监测仪表）简介 (11)四常见故障处理及注意事项 (14)五TSI软件系统 (16)六我厂TSI系统的可靠性分析 (25)七、系统检修前检查 (27)7.1检查内容 (27)7.2相关记录 (28)八 TSI系统停电 (29)九 TSI系统设备清灰 (30)十系统接地、绝缘检查 (31)十一 TSI系统送电、检查 (32)十二系统启动后试验、检查 (34)十三系统恢复、修后备份 (35)十四检修完毕，整体验收 (36)检修过程控制责任表 (36)一系统简介汽轮发电机组运行时处于高速旋转状态，动静之间的间隙很小，当机组失去控制时会造成设备的重大损坏，甚至出现毁机。

因此，大容量汽轮发电机的检测和可靠的保护提出了更高的要求，准确的监测和可靠地保护是汽轮机安全运行的重要保证。

采用汽轮机监测仪表系统TSI可以连续地对汽轮机进行检测，当参数超限时，能可靠地使机组紧急停机，防止事故的扩大。

TSI监测的参数很多，从测量技术的本质来看，实际是测量机械位移。

转速是测量旋转机械转子的角位移，轴向位移、胀差、气缸的热膨胀等是测量静位移，轴振、偏心是测量动位移。

它们所反映的测量值是探头与被测对象的间隙量，把间隙量的变化转换成电量变化是由传感器来实现的。

非电量的转换是汽轮机监测技术的核心，非电量转换的技术水平取决于传感器技术，因此，传感器技术是TSI技术的关键。

目前广泛采用涡流传感器。

涡流式传感器是采用涡流效应原理来实现位移的监测。

涡流式传感器的探头是一个扁平的线圈，通以12MHz的高频电流，高频电流由前置器提供。

当导电体或导磁体接近高频线圈的磁场范围内，导电体内产生涡流，涡流效应对传感器的线圈产生反作用，使高频线圈的电感量发生变化。

合理选择高频线圈的形状和参数，就可以监测传感器与检测物体之间的位移量。

我厂两台330MW机组汽轮机监测系统采用瑞士阿姆龙（CIS－AMREIN）公司的VMDS2 TSI系统进行监测，主要有控制部分（监测仪表）和就地设备（一次元件）两部分组成，控制部分采用全计算机控制及先进的数字化软件进行组态，构造为模块化系统，就地设备为电涡流传感器及前置器。

目前主要在北京重型汽轮机厂生产的ALSTHOM 330MW汽轮机组配套作为汽轮机本体监视与保护仪表。

本厂TSI（汽轮机监视仪表）系统涵盖的测点名称及就地分布如图1.1所示：图1.1测点名称及就地分布图1.1测点分布及安装位置该系统共包括28个测点，其中有2套轴向位移、1套高压胀差、1套中压胀差、1套低压胀差、3套转速探头、2套绝对膨胀、1套键相探头、1套偏心探头、16套轴振探头。

探头安装位置为：2个轴向位移探头安装在高中压缸之间轴承联箱处，高压缸胀差探头安装在高压缸外缸上机头侧，中压缸胀差探头安装在中压缸外缸上电机侧，偏心探头安装在高中压缸之间轴承联箱处，3个转速探头、键相探头安装在机头轴承箱，1～8轴振动探头分别布置在高、中、低压缸、发电机大轴两侧，绝对膨胀安装在机头联箱外部高压缸外部。

1.2设备的特点瑞士阿姆龙（CIS－AMREIN）公司的VMDS2 TSI系统与其它TSI系统有所不同。

如轴向位移测量，本特利3300等的轴向位移测量是电涡流探头端面直接对着汽轮机大轴凸缘的轴向面进行测量，如图1.2所示：图1.2本特利3300轴向位移测量方式示意图瑞士阿姆龙（CIS－AMREIN）公司的VMDS2 TSI系统采用的是另一种独特的测量方式，即采用摆式测量机构，电涡流探头通过间接测量摆杆的偏移量来测量汽轮机的轴向位移，而测量装置的摆杆下端带的强磁力的月牙形部件则通过磁力与汽轮机轴上凸缘吸引并随汽轮机轴上凸缘移动，从而反映出轴向位移。

如图1.3所示：图1.3 此种测量方式的特点是，由于通过摆杆的偏移量测量轴向位移，所以可用较小直径的探头测量较大范围的位移量，而其它测量方式则随测量范围的增大电涡流探头的直径也随之增大。

探头支架结构如图1.4所示。

图1.4探头支架结构图轴向位移探头安装在固定支架上，摆杆的头部是一个带有强磁性的月牙形吸引面，与汽轮机轴凸缘形状吻合并与之有1.5mm间隙。

汽轮机大轴上出厂时已加工出一个高约5毫米的环形凸缘，当大轴产生位移时便带动磁性的摆杆随着大轴的移动远离或靠近涡流探头，从而测量出汽轮机轴向位移。

高、中、低压缸胀差的测量也是采用此种方式。

二一次元件的安装与调整2.1轴向位移的安装与调整图2.1轴向位移俯视图图2.2轴向位移左视图轴向位移实物图如图2.1～2.2所示。

所有一次元件的安装调整工作都应在汽轮机组完全冷态时进行。

一般在机组检修后，汽轮机主机所有工作都已结束才能对所有一次元件进行安装。

安装前联系汽机检修班组将大轴推至机械零位，也就是将大轴推至发电机侧的工作面，然后再开始安装调试。

首先用1.5毫米厚的专用工具，将月牙形部件与大轴凸缘的间距调整在1.5毫米，然后将轴向位移支架固定。

固定好支架后，开始调整探头与摆杆之间的间隙电压，用万用表的电压档将两只表笔分别连在前置器的信号线上和中线上，通过调整支架上的松紧螺母和调零螺母使得万用表显示电压为10伏（轴向位移零位电压），这个过程需要反复调整，结束后要将锁紧螺母牢固紧固。

由于轴向位移的两个探头安装在同一固定支架上，调整过程中因为探头特性不同，两个探头的输出电压会出现不同，可能一个为10伏另一个为9.99伏，偏差在0.01伏时可以通过组态软件加一个偏置值使其达到零位电压，当两个探头的电压偏差大于0.01伏时不建议采用加偏置方法使其满足要求，应单独调整两个探头。

2.2高、中、低压胀差的安装调整图2.3高压缸胀差图2.4中压缸胀差图2.5低压缸胀差高、中、低压胀差实物图如图2.3～2.5所示。

高、中、低压胀差安装、调整过程与轴向位移基本相同，不同之处在于支架的固定与电压调整都是通过切削安装垫圈高度实现的。

在机组第一次安装时切削的长度一旦固定后，在以后的安装便只需调整月牙形部件与大轴凸缘的间距调整在1.5毫米，直接紧固便可，零位电压值不会出现大的偏差。

如调整后的零位电压偏差在0.5伏之内，可通过组态软件加偏置使其回到零位电压。

高、中、低压缸安装垫圈切削的长度与零位电压值之间有专用的换算公式如下：需要切削切除的长度=(测量的电压-高中低压胀差零位电压)/0.696，单位是毫米高压缸的零位电压=11.8792伏中压缸的零位电压=10.87伏低压缸的零位电压=7.9816伏2.3振动控头的安装调整图2.6 振动探头图2.7振动探头安装振动探头实物图如图2.6所示，安装实物图如图2.7所示。

应对探头进行校验，经过一个检修期，探头特性发生变换不合格不准使用。

机组检修拆卸过程中，发生探头延长电缆损坏现象。

在拆卸和安装过程中，应注意延长电缆与探头应同步旋转，以防止探头和延长电缆接头处发生扭曲变形甚至破损。

在安装过程中，应使用万用表两表笔分别接至前置器的COM点和SIG触点，且调到电压档，通过调整探头上的两螺栓，最终使得万用表显示为11V。

探头与前置器相连的延长电缆应合理布置，防止汽轮机转子旋转时伤到电缆。

2.4前置器的作用与校验图2.8前置器前置器实物图如图2.8所示。

前置器的作用接受探头信号，将其进行解调，将高频信号解调成直流信号，然后对信号进行线性化处理，放大后传送给控制卡件。

检修过程中应对前置器进行校验，经过一个检修期前置器特性若发生变化且不合格者不准使用。

三 TSI控制部分（监测仪表）简介四常见故障处理及注意事项4.1在检修过程中会出现一些由于安装原因而产生的故障，例如在安装轴向位移支架时将月牙形部件与大轴凸缘间隙安装过大。

产生这一现象的原因有以下几种：在安装时机务启顶轴油泵顶轴，在安装完后停止顶轴油泵后发现间隙过大，如果间隙超过2.5毫米则从新调整；使用的月牙形部件与大轴凸缘间隙测量工具不合格，偏差大于 1.5毫米；月牙形部件与大轴凸缘间隙两侧不对称，一侧高一侧低等。

出现以上问题时都要按安装、调整步骤重新调整探头支架，否则，由于月牙形部件与大轴凸缘间磁力的减弱将严重影响测量效果。

4.2安装完就地设备后，从本体向外引高频电缆时轴承箱内部高频电缆没有固定好，造成高频电缆磨损、接地，测量值在运行中产生瞬间突变，易引起保护误动作。

高频电缆在安装时一定要固定好，做好防止磨损的措施。

4.3信号电缆屏蔽层未接好造成信号干扰，引起信号波动大造成保护误动。

遇到这种情况首先检查电缆屏蔽是否良好，如果不好进行更换或处理屏蔽接地，保证屏蔽良好。

4.4在处理TSI系统时，一定要在保护退出的情况下，再进行保护信号线的拆除、连接工作，防止保护误动。

4.5每次检修后重新安装就地设备时，一定要对控制组态软件进行检查，如加了偏置的参数一定要先恢复到初始值，调试完毕后要对软件进行异地备份。

4.6主控制器软件应设置密码保护，避免发生人为原因误操作，造成保护输出动作信号。

4.7由于高中压缸胀差探头安装部位在缸体外部，应定期检查环境温度，避免发生因轴封漏气造成探头所处温度过高而损坏探头事件发生。

本厂曾发生过因运行调整不当，造成轴封供气外泄使探头损坏现象发生。

五 TSI软件系统六我厂TSI系统的可靠性分析汽轮机是高速旋转地机械，转速高、动量大、事故能极高，不少事故的过程很短，仅靠运行人员操作难于满足运行要求，必须依靠自动保护系统进行自动控制、闭环保护。

因此对汽轮机监测仪表系统TSI提出了很高的要求。

为提高保护装置的可靠性，我厂TSI系统采用特殊设计、逻辑判断、多重系统、自动检查等方法。

系统的可靠性取决于本身装置的可靠性，装置的可靠性又取决于原材料，元器件的选择和装配的工艺水平。

装置中少用或不用接插件，以尽量减少可动部件。

在TSI装置中不使用电位器，几乎没有调整部件。

零位和增益等调整的元件在软件中完成。

这样减少了元器件的数量。

我厂TSI系统采用与汽轮机配套的柜式结构，采用这种结构，大大改善了仪表的工作条件。

由于这种结构的密封性能好，装置避免尘埃及其它的污染，检查和维修也很方便，强电、弱电、输入、输出回路的电缆分开走向，避免相互干扰，排除了运行人员随意改变参数和定制的可能性。

保护系统中的装置本身总有产生故障的可能性，例如连接电缆的开路和短路引起回路故障；运行中的维护也可能引起输入回路的开路和短路等等，这时系统可能会发出紧急停机的信号，显然这些信号是误信号。

因此，我厂TSI系统采用自保护系统，加装回路故障电路。

当检测到回路故障时，自动闭锁报警信号和危险信号，使之没有误信号发出。