鄒縣發(fā)電廠7、8號汽輪機的容量為1000MW，監(jiān)測儀表（TSI）采用本特利3500系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計采用模塊化設(shè)計，包括:儀表框架、電源模塊、框架接口模塊、鍵相器模塊、3500/42/45/53/50監(jiān)測器模塊、繼電器模塊、通訊網(wǎng)關(guān)模塊、組態(tài)軟件模塊共8部分。該系統(tǒng)監(jiān)測功能全面，采用冗余設(shè)計，可靠性高;所有卡件均可帶電插拔;可通過微機對卡件進行組態(tài)修改及在線監(jiān)視，可以方便的檢修及維護。
　　
　　3500系統(tǒng)監(jiān)測項目包括轉(zhuǎn)速、軸向位移、偏心、鑒相、軸振、蓋振、脹差以及膨脹等。監(jiān)測項目相關(guān)參數(shù)見表1。　　
　　其中:軸振、偏心、鑒相、轉(zhuǎn)速測量使用8mm渦流傳感器;軸向位移測量用llmm渦流傳感器;高、中差測量采用25mm渦流傳感器;低差測量用50mm渦流傳感器;軸承蓋振動用9200速度傳感器;高、中壓缸熱膨脹監(jiān)測使用國產(chǎn)設(shè)備，顯示表為DF9032，探頭為TD-2型。渦流式探頭主要技術(shù)數(shù)據(jù)詳見表2。
　　
　　一、安裝調(diào)試過程
　　
　　1.1調(diào)試前的準(zhǔn)備工作
　　
　　（1）機務(wù)的軸系相關(guān)工作己完成，在調(diào)試過程中在主軸上不應(yīng)有其他工作，以免影響調(diào)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。轉(zhuǎn)子己推至零位，靠近工作面并臨時固定，若末推至工作面，機務(wù)須提供主推力盤至工作面的間隙值，以便探頭定位時依據(jù)此間隙值對零點進行修正。
　　
　　（2）差脹、軸向位移探頭的安裝調(diào)試應(yīng)在機組冷態(tài)條件下進行，其他探頭可在大流量沖洗完成后進行安裝定位。
　　
　　（3）TSI機柜上電正常，測量前置器電壓-24V/DC正常;探頭齊全、校驗合格;支架齊全，并檢查動作靈活，無卡澀、跳動現(xiàn)象;螺絲、止退片、墊圈等零部件齊全。
　　
　　（4）組態(tài)工具準(zhǔn)備齊全;安裝、調(diào)整工具準(zhǔn)備齊全，且均校驗合格;通訊工具齊全;數(shù)據(jù)記錄表格準(zhǔn)備齊全;現(xiàn)場照明良好。
　　
　　（5）安裝前，相關(guān)工作人員應(yīng)熟知各工序的關(guān)鍵點及危險點。
　　
　　1.2轉(zhuǎn)速探頭安裝定位
　　
　　（1）轉(zhuǎn)速探頭測量盤在汽輪機前箱內(nèi)，主油泵后，為120齒的齒輪盤。關(guān)鍵點為從軟件組態(tài)中將齒數(shù)設(shè)為120齒。
　　
　　（2）超速1、2、3號及汽輪機轉(zhuǎn)速、零轉(zhuǎn)速探頭采用8mm渦流傳感器，大小為Ml0mm×l.0mm，有8m延伸電纜。安裝時將定位探頭與齒輪間隙在0.8~1.2mm即可。關(guān)鍵點為:間隙值測量，塞尺松緊適中;探頭安裝時先不要將延伸電纜與探頭引線連接，防止探頭旋轉(zhuǎn)帶動延伸電纜受力。
　　
　　（3）DEH轉(zhuǎn)速共3個探頭，型號為MP-988，大小為M19mm×l.25mm，無中間接頭。該探頭2個對稱面上各有1個倒三角形的標(biāo)記，探頭定位時一定要將這個三角號正對齒輪中心線，與齒輪的齒平行，2個面無先后順序;DEH轉(zhuǎn)速探頭安裝間隙應(yīng)在0.8~1.0mm。關(guān)鍵點為當(dāng)間隙與方向不能兼顧時，應(yīng)首先確保其方向性，間隙可適當(dāng)減小。
　　
　　（4）機頭轉(zhuǎn)速表探頭為DF6201磁阻式轉(zhuǎn)速傳感器，直徑18mm，無中間接頭，安裝時將定位探頭與齒輪間隙在0.8~1.2mm即可。
　　
　　1.3差脹探頭安裝調(diào)試
　　
　　汽輪機差脹包括有高差、中差、低差（2個低壓缸僅設(shè)計1只探頭，安裝在低壓二缸尾部），其中高差、中差使用2個25mm差脹傳感器，低差使用2個5Omm差脹傳感器，采用補償式測量原理。
　　
　　1.3.1補償式測量原理
　　
　　補償式測量使用2個探頭結(jié)合起來測量，使測量范圍增加為單探頭測量的兩倍。一般探頭安裝于測量盤兩側(cè)。當(dāng)測量時，測量盤首先位于1個探頭的線性區(qū)內(nèi)，隨著測量盤移動，在達到交叉點電壓后，另一個探頭測量起作用，2個探頭輸出信號經(jīng)前置器在卡件合成為差脹信號。
　　
　　1.3.2探頭安裝
　　
　　首先，根據(jù)測量范圍算出探頭之間的距離:D=量程+被測面厚度+2×零點對應(yīng)間隙。實際安裝時該距離可以略大，但不能小于該數(shù)值。其次，按照計算數(shù)據(jù)安裝探頭，先將探頭支架安裝完成，移動托盤活動靈活，探頭支架固定到合適位置。再將探頭裝在支架上，靠近被測面，確認(rèn)探頭與被測面平行，且兩探頭之間距離符合要求，試?yán)斜P探頭與被測面平行，且兩探頭之間距離符合要求，試?yán)斜P探頭輸出基本合乎要求后固定支架。zui后在每個支架與底座之間打入2個銷子，以固定支架、防止支架與底座之間打入2個銷子，以固定支架、防止支架活動。
　　
　　1.3.3差脹探頭調(diào)試
　　
　　差脹探頭安裝調(diào)試的關(guān)鍵是交叉點電壓的確定，如果交叉點電壓未定準(zhǔn)的話，差脹顯示線性不好或顯示數(shù)據(jù)誤差較大。交叉點電壓的確定方法如下:
　　
　　（1）根據(jù)探頭出廠或測試報告提供的靈敏度，或現(xiàn)場移動托盤，采集探頭線性數(shù)據(jù)，計算出每個探頭的靈敏度，設(shè)置卡件組態(tài)中2個探頭靈敏度值。選擇1個和2個探頭組態(tài)默認(rèn)的COV都比較接近的中間電壓值，寫入組態(tài)中，上傳修改后的組態(tài)至卡件。
　　
　　（2）根據(jù)選定COV現(xiàn)場定位2個探頭的位置。用萬用表測量2個探頭的前置器輸出電壓，當(dāng)電壓接近COV，偏差不大的時候固定好探頭，2個探頭都固定好以后，調(diào)整托盤位置，使2個探頭的前置器輸出電壓盡量一樣，記錄該電壓值為實際的COV值，將卡件組態(tài)中2個探頭的COV修改為該電壓值，上傳卡件組態(tài)。
　　
　　（3）移動托盤，檢查測量線性，檢查線性時看組態(tài)中單個探頭的DIRECT值和間隙電壓值。
　　
　　（4）設(shè)置差脹方向。高壓轉(zhuǎn)子向汽機側(cè)脹為正;中壓、低壓轉(zhuǎn)子向發(fā)電機測脹為正。高、中、低差分別設(shè)置為靠近1號、遠離3號、遠離5號探頭（1、3、5號探頭均位于汽機側(cè)）。
　　
　　（5）零點確定及托盤固定:高差量程-9.5~15.5mm;中差量程-11~14mm;低差量程-10~40mm。因此，對高差:（15.5-9.5）/2=3mm。零點定位方法:①將發(fā)電機側(cè)探頭以交叉點電壓所在位置靠近測量盤3mm;②算出零點對應(yīng)電壓，依據(jù)電壓定位，電壓值=交叉點電壓+靈敏度×3（交叉點電壓及靈敏度均指發(fā)電機側(cè)探頭）。確定零點后，固定托盤。
　　
　　對中差、低差確定零點方法一樣，修正距離:中差為1.5mm，低差為15mm。（上述假設(shè)機務(wù)己推至工作面，如末推至工作面，應(yīng)再增加機務(wù)提供間隙值的修正）。
　　
　　1.4軸向位移探頭調(diào)試定位
　　
　　每臺機組共有3個軸向位移探頭，實現(xiàn)軸向位移三取二保護邏輯。軸向位移測量用llmm渦流傳感器，安裝在現(xiàn)場汽機主推力盤后，探頭在被測面東側(cè)，固定在同一個支架上，信號輸出到同一塊3500/42卡件。軸向位移量程-2~+2mm，報警值-1.08mm、+0.6mm，停機值-1.28mm、+0.8mmn。調(diào)試步驟如下:
　　
　　（1）設(shè)定軸向位移方向。軸向位移正方向為大軸向機頭為正。探頭安裝在發(fā)電機側(cè)，正常推力方向遠離探頭為正。
　　
　　（2）根據(jù)間隙電壓安裝探頭。卡件組態(tài)中設(shè)定的軸向位移探頭安裝零點電壓為-9.7V，現(xiàn)場軸向位移探頭安裝在支架上的位置從上到下依次為軸向位移1、2、3，定位時應(yīng)先固定好軸向位移3探頭，測量前置器電壓-9.7V，然后定軸向位2，zui后將軸向位移1固定好，3個探頭的前置器輸出電壓都是-9.7V，然后移動托盤，看卡件顯示的軸向位移值，檢查3個軸向位移顯示符合要求。
　　
　　（3）移動托盤至軸向位移報警和停機值，檢查繼電器卡件狀態(tài)正確，報警值、停機值信號正確發(fā)出。
　　
　　（4）定位。將托盤移動到卡件顯示軸向位移值（機務(wù)提供間隙值為:-0.45mm），前置器輸出電壓-7.9V，將托盤固定好。
　　
　　1.5軸振、鍵相探頭定位安裝
　　
　　軸振及鍵相探頭現(xiàn)場安裝定位時，理論值應(yīng)按照-9.75V定位。但考慮安裝探頭的套管受熱膨脹及冷態(tài)時頂軸油頂軸、熱態(tài)時潤滑油油膜因素，會使探頭與被測面間隙變小，電壓降低，因此定位時按工程經(jīng)驗值現(xiàn)場軸振和鍵相探頭按-10.lV定位。
　　
　　二、存在問題及解決措施
　　
　　2.1軸向位移正方向的確定
　　
　　7號機組安裝軸向位移正方向以大軸向機頭方向移動為正。8號機組zui初安裝軸向位移以大軸向發(fā)電機移動方向為正。
　　
　　（1）大軸軸向受力分析。機組軸系及測點安裝如圖1所示。　　
　　正常穩(wěn)定運行期間，高壓缸迸汽使轉(zhuǎn)子前移，中壓缸、低壓缸均為中間進汽，可以認(rèn)為對大軸的軸向作用力為零。總體看，汽機主軸受到向汽機側(cè)的推力，軸向位移的正方向為問汽機側(cè)。
　　
　　（2）根據(jù)制造廠家提供的保護定值判斷:跳閘值為-1.28mm/+0.8mm。假設(shè)發(fā)電機側(cè)為正，安裝時工作面定零，則保護定值應(yīng)為-0.8mm/+1.28mm;安裝時非工作面定零，則軸位移保護定值雖為-1.28mm/+0.8mm，但高中低差顯示偏差為0.48mm（推力面與支撐面間隙）。
　　
　　綜上所述，8號機組TSI軸向位移調(diào)試zui初的定位是錯誤的。zui終將8號軸向位移定位改正為工作面定零、向汽輪機側(cè)為正。　　
　　2.2交叉點電壓設(shè)置問題
　　
　　7號機TSI調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)差脹探頭在調(diào)試線性過程中總是出現(xiàn)線性不好的現(xiàn)象，特別是雙探頭互為補償式的測量方法，在確定交叉點電壓時需要反復(fù)調(diào)整，包括調(diào)整量程和探頭靈敏度，使測量誤差減小到允許范圍以內(nèi)，但這樣定位后使探頭量程壓縮。在以后檢修時，應(yīng)校驗探頭線性，得到準(zhǔn)確的探頭靈敏度值。
　　
　　原因分析:①探頭安裝時，兩探頭之間距離可能偏大，導(dǎo)致交叉點電壓附近存在死區(qū);②常規(guī)安裝調(diào)整方法是建立在理想前提下，一次測量系統(tǒng)的位移-電壓特性是線性的，并且其靈敏度*符合統(tǒng)一指標(biāo)。不過，現(xiàn)場實際測出的位移-電壓特性與制造廠給定的位移-電壓特性有差別，有時差別還比較大。由于位移-電壓特性的不可調(diào)整，而且又是非線性誤差，所以無法做到全測量范圍的誤差在允許值內(nèi)。
　　
　　解決方法:通過對雙探頭差脹測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理和調(diào)整方法進行深入的分析和研究，提出新的建立在差脹測量工作原理上的調(diào)整方法:
　　
　　（1）現(xiàn)場準(zhǔn)確測量差脹渦流傳感器測量系統(tǒng)實際位移-電壓的數(shù)據(jù)。
　　
　　（2）根據(jù)差脹測量范圍確定差脹渦流傳感器測量系統(tǒng)的工作段。
　　
　　（3）根據(jù)工作段內(nèi)的實測數(shù)據(jù)應(yīng)用zui小二乘法計算實際傳感器的*靈敏度。
　　
　　（4）根據(jù)實際傳感器的*靈敏度和實測數(shù)據(jù)確定差脹渦流傳感器測量系統(tǒng)實際位移-電壓特性。
　　
　　（5）將靈敏度輸入組態(tài)。
　　
　　（6）根據(jù)差脹渦流傳感器測量系統(tǒng)實際位移-電壓的特性和測量顯示形式確定傳感器的安裝零點。
　　
　　（7）傳感器安裝后進行差脹測量系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)校核。
　　
　　（8）在聯(lián)調(diào)校核上進行zui終的系統(tǒng)微調(diào)校核，確保系統(tǒng)誤差盡可能減少。
　　
　　2.3低差探頭安裝定位問題
　　
　　8號機組因工期原因，探頭安裝與轉(zhuǎn)子對輪連接交叉進行。其安裝過程如下:機務(wù)連接高中壓轉(zhuǎn)子對輪，完成后將轉(zhuǎn)子推至工作面，熱工安裝軸向位移、高差探頭;機務(wù)連接中壓缸、低壓1缸轉(zhuǎn)子對輪，完成后熱工按照軸向位移顯示值確定中差位置;油沖洗后機務(wù)連接低壓Ⅰ缸、低壓Ⅱ缸轉(zhuǎn)子對輪，熱工按軸位移定位低差零點。
　　
　　在定位低差零點時，發(fā)現(xiàn)軸向位移顯示-0.l5mm、高差為0.20mm、中差顯示0.55mm。分析該數(shù)據(jù)，將軸向位移平移至0mm，則高差為0.35mm，中差為0.40mm，即高中壓轉(zhuǎn)子分別相對缸體脹出0.35mm和0.40mm。經(jīng)查受油沖洗影響，溫度由17℃升至約35℃，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子膨脹。在此情況下單純按軸位移修正低壓缸差脹零點顯然不合適。zui終，按軸向位移加轉(zhuǎn)子膨脹估計值進行修正（因轉(zhuǎn)子膨脹只能估計，該數(shù)據(jù)不能保證測量的準(zhǔn)確性，可能存在固有偏差）。該問題只能等待下次停機*冷卻后復(fù)核、調(diào)整。
　　
　　因此，要求位移、差脹安裝時應(yīng)全部在冷態(tài)，且時間間隔不要過長。
　　
　　2.4關(guān)于軸向位移問題
　　
　　現(xiàn)3只探頭安裝在1塊卡上，并進行3取2邏輯，不符合風(fēng)險分散原則，該問題有待增加卡件后分別接入3塊不同卡件，確保危險分散。
　　
　　2.5超速保護軟件組態(tài)問題
　　
　　試驗時，第1通道超速動作后，第2、3通道聯(lián)動。第1塊超速卡件故障或拔下，當(dāng)2通道超速動作時，3通道不動作;插上第1塊超速卡時，1、3通道均動作。且超速保護動作后若要復(fù)位報警，必須在相應(yīng)卡件用硬接線短接RESET端子。
　　
　　檢查卡件組態(tài):①超速卡件（3500/53卡）組態(tài)2號、3號通道組態(tài)默認(rèn)同第1通道，此時2、3通道組態(tài)為灰色無法對其進行改動。在第1塊53卡組態(tài)中，選中GROUPACTIVE，使3塊53卡組態(tài)一致，只要組態(tài)第1塊卡就可以。做超速保護3取2邏輯時，在卡件組態(tài)中對GROUPOPTIONS下的GROUPVOTING選項進行選擇，選擇了DEPENDENTVOTING，即在3塊卡件中做完3取2邏輯，zui終送出1個超速跳機信號，但ETS邏輯要求TSI分別送出3個超速跳機信號進入ETS，在ETS實現(xiàn)3取2超速跳機邏輯，因此應(yīng)選擇INDEPENDENTVOTING。②在卡件組態(tài)中ALARMMODE項OVERSPEED選擇LATCHING，即超速報警信號發(fā)出后，即使轉(zhuǎn)速降回正常值，超速報警信號也不會消失，必須短接卡件后的硬接線復(fù)位報警信號，修改為NONATCHING后超速報警信號即可自動復(fù)位。
　　
　　2.6軸振卡件組態(tài)問題
　　
　　當(dāng)軸振卡件及回路故障時卡件報警BYPASS，實際組態(tài)為卡件報警BYPASS即輸出危險狀態(tài)，若有另外通道再發(fā)報警，則會引發(fā)跳機。檢查卡件組態(tài)，在第1層SLOT14繼電器卡件（3500/33卡）組態(tài)中，1~11號通道軸振保護動作組態(tài)ANDVOTINGSETUP選項下，選擇了NORMAL'AND'，當(dāng)卡件BYPASS信號發(fā)出時認(rèn)為該通道的危險值信號為1，即該通道軸振跳機信號發(fā)出力口有另外通道再發(fā)報警，即發(fā)停機信號，這樣做組態(tài)的目的是為了防止保護拒動，但也增加了保護誤動的風(fēng)險，實際組態(tài)將參數(shù)修改為TRUE'AND'，即當(dāng)卡件BYPASS信號發(fā)出時認(rèn)為該通道的危險值信號為0，降低了誤動風(fēng)險。
　　
　　2.7探頭及引線固定問題
　　
　　探頭引線和延伸電纜的連接一定要緊固好，現(xiàn)在使用白布帶將接頭纏好，白布帶遇油后收縮，包得更緊，也可以使用耐油熱縮管緊固接頭。另外在緊固探頭和支架螺絲時，要加止動墊片，軸向位移固定螺絲上有孔，直接用鐵絲固定，防止長時間振動螺絲以致松脫。
　　
　　2.8系統(tǒng)設(shè)備方面
　　
　　（1）卡件散熱量較大，卡件溫度較高，今后應(yīng)注意機柜的散熱問題。建議加裝風(fēng)扇，并增加柜內(nèi)溫度報警至DCS。
　　
　　（2）現(xiàn)場前置器安裝對地絕緣問題:該系統(tǒng)對信號屏蔽要求較高，建議在今后檢修時增加絕緣底座，將前置器固定在該底座上，確保系統(tǒng)單點接地。
　　
　　（3）TSI安裝完成后，經(jīng)過運行檢驗，3500系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示正常，證明安裝是成功的，對問題的處理是可行的。這些為今后的檢修、安裝均提供了依據(jù)和經(jīng)驗。
　　
　　三、結(jié)束語
　　
　　TSI安裝調(diào)試的好壞將直接影響到汽輪機組的安全運行，而其調(diào)試在整個機組的熱控調(diào)試過程中所占的比重相對較少，往往得不到調(diào)試人員足夠的重視，因而給機組的安全運行帶來隱患。