汽輪機軸系振動監測系統防干擾分析

李庭瑜

神華陜西國華錦界能源有限責任公司，陜西榆林 719319

0 引言

汽輪機軸系振動監測系統能夠實時監測機組軸系在各種沖擊下的振動故障、分析引起振動的原因、評判振動對軸系造成的損傷程度等，該裝置是分析軸系振動干擾因素以及確保機組軸系安全運行的重要工具。

1 汽輪機軸系振動監測系統概述

1.1 汽輪機軸系振動監測系統的基本運行原理

系統運行時連續在線監測機組軸系的振動狀態，同時顯示汽輪機大軸的膨脹和位移等。當監測部分確定振動、位移、脹差等幅值或狀態參數超過設定的閾值時，在聲光報警的同時，記錄各采集通道扭振發生前后的數據，并進行振動響應和安全分析。分析過程包括故障形式判定、軸系溫度狀態確定、軸系材料特性預調、機械力矩及電磁力矩合成、振動模型仿真和應力損傷分析等。其中振動響應的準確程度是由實測振動信號進行自適應在線調整來加以保證的，軸系兩端實測值與計算值的偏差作為反饋，經參數辯識可得正確的響應模型。

1.2 汽輪機軸系振動監測系統的特點

汽輪機軸系振動監測系統主要具有如下幾個方面的特點：

第一，采用多微機技術實現全部自動監測，具有精度高、穩定性好、抗干擾能力強、免維護、測量結果顯示形象直觀等優點；

第二，振動直接測量部分具有高速數據采集處理及干擾自動識別消除功能；

第三，振動響應模型具有良好的參數預調和自適應特性；

第四，采用雨流法簡化載荷歷程、循環計數、局部應力應變及疲勞損傷分析準確性高；

第五，原始數據永久保留，可供重復分析，另外數據管理系統提供及時查詢服務；

第六，系統自動完成各種操作，無需運行人員介入。

2 汽輪機軸系的干擾因素剖析

汽輪機軸系的干擾因素可以概括歸納為人為因素、機器因素兩個方面的干擾。其中人為因素多表現為人員現場經驗不足，考慮不夠周全以及電纜敷設走向不合理、不規范等；機器因素主要表現為軸系設備接地，其中包括現場電纜接地、信號電纜屏蔽多點接地、TSI軸系設備內部接地 、軸系設備機柜處電纜屏蔽接地以及探頭延伸電纜外皮接地等。以下就分別對汽輪機軸系的干擾因素的確認進行說明。

1）現場電纜接地。將每個通道至就地電纜接線甩開,用搖表測電纜對地絕緣，檢查有無接地現象；2）探頭延伸電纜外皮接地。利用停機機會，檢查延伸電纜外觀情況，做好絕緣包扎，重新固定延伸電纜，改變電纜走向，檢測電纜外皮有無接地現象；3）電纜敷設走向不合理、不規范。檢查電纜走向，下面或周圍是否有動力電纜存在；4）軸系框架設備、機柜接地。檢查框架設備及機柜接地情況；5）TSI軸系設備內部接地。測試TSI各接地端接地情況；6）軸系設備機柜處電纜屏蔽接地。檢查每個通道電纜屏蔽焊接情況，接地是否牢固可靠，檢查接地情況；7）軸系設備附近存在大的干擾源。調歷史趨勢，設備受到干擾時，是否有相關設備正在啟停；8）前置器外殼接地。現場檢查測試每個前置器，檢測是否存在接地情況；9）設備電源干擾。采用UPS單獨供電，檢測干擾情況是否仍然存在；10）信號電纜屏蔽多點接地。將電纜屏蔽接地甩開，搖電纜屏蔽是否有接地現象。

3 汽輪機軸系振動監測系統的防干擾應用分析

3.1 探頭延伸電纜外皮接地干擾的處理

利用汽輪機軸系振動監測系統檢測延伸電纜接頭部位熱縮管老化、松動，部分延伸電纜接頭露出與汽輪機金屬部位接觸等狀況。將所有延伸電纜舊的熱縮管去掉，清理接頭內的積油，清理干凈后，延伸電纜接頭重新用耐油熱縮管縮封，防止熱縮管在高溫和潤滑油的浸泡下老化，外部采用絕緣帶纏繞。檢查測量延伸電纜是否有磨破、劃傷部位，發現及時處理。將探頭電纜重新固定，防止電纜振動或在潤滑油的沖刷下磨破絕緣，再次出現接地。固定電纜時遠離高溫部位和轉動部位，防止燒壞電纜或轉動部位磨壞電纜。

3.2 軸系設備附近存在大的干擾源的處理

首先對TSI系統監測參數值報警原因進行現場深入分析排查,通過分析歷史站趨勢數據及做大量的干擾試驗，在排除監測參數實際越限報警，確定是TSI系統存在干擾的情況下。利用汽輪機軸系振動監測系統確定干擾源是否主要來自安全門保護上線圈失電時產生的長時間繼電器接點拉弧干擾和當操作凝結水再循環到除氧器電動門時干擾。通過檢查凝結水再循環到除氧器電動門電纜走向發現其動力電纜與TSI電纜相距很近，組織人員重新布置電纜，遠離TSI電纜。根據安全門控制回路的實際情況，對安全門控制回路進行了改造，消除接點拉弧現象。

3.3 軸系設備、機柜接地干擾的處理

用多種方法測量機柜接地情況，如果發現機柜與相鄰的繼電器柜相連，而且測定的電阻值非常小的話，說明軸系設備與固定機柜的槽鋼相通。采用環氧樹脂板將機柜與繼電器柜隔開，在TSI機柜底部墊絕緣膠皮將機柜與槽鋼，隔開。在軸系設備底部墊絕緣膠皮與機柜隔開，然后用搖表對機柜與槽鋼、機柜與繼電器柜、TSI裝置與TSI機柜的絕緣狀況進行測量，看其是否符合單端接地的要求。

3.4 TSI軸系設備內部接地干擾的處理

利用汽輪機軸系振動監測系統對每個通道接地端進行檢測，檢查每塊板件的接地端與汽輪機軸系框架的接地端是否相連通，檢測各通道的電纜屏蔽是否接地和處于懸浮狀態以及是否符合電纜屏蔽單端接地的要求。的基礎上，采取有針對性的舉措來有效控制這些干擾因素對汽輪機軸系振動的影響，從而有效確保汽輪機軸系安全穩定的運行。

4 結論

利用汽輪機軸系振動監測系統可以對汽輪機軸系振動的相關干擾因素進行有效的分析，在確定汽輪機軸系振動干擾因素

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[2]張君.小波分析技術在汽輪機故障診斷中的應用[J].動力工程，2008(9).

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