汽輪機TSI系統應用分析與構建探究

李夢州

【摘 要】TSI系統是汽輪機安全穩定運行的重要保障，是汽輪機系統的重要組成部分。汽輪機的運行環境復雜，且高速運行狀態，要求對轉速監視、振動監視、缸脹監視等的科學構建，這是保障汽輪機安全穩定運行的重要保障。TSI系統涉及面廣，要求TSI系統應著力于監測功能的生成，實現對各要素的科學監視。本文立足汽輪機TIS系統的理論研究，從汽輪機TSI探頭布置、轉速監視、振動監視、缸脹監視等方面，具體闡述了汽輪機TSI系統汽輪機TSI系統的構建措施。

【關鍵詞】汽輪機;TSI系統;應用;構建措施

中圖分類號： TK268文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）25-0063-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.25.030

Application Analysis and Construction of TSI System for Steam Turbine

LI Meng-zhou

（SHAANXI JINTAI CHLOR-ALKALI CHEMICAL CO.，LTD， Shanxi Yulin 718100， China）

【Abstract】TSI system is an important guarantee for the safe and stable operation of steam turbine and an important part of the steam turbine system. The operation environment of steam turbine is complex and high-speed， which requires the scientific construction of speed monitoring， vibration monitoring and cylinder expansion monitoring， which is an important guarantee for the safe and stable operation of steam turbine. TSI system covers a wide range of areas， which requires that TSI system should focus on the generation of monitoring functions to achieve scientific monitoring of various elements. Based on the theoretical research of the turbine TIS system， this paper elaborates the construction measures of the TSI system of the turbine TSI system from the aspects of the arrangement of the TSI probe， speed monitoring， vibration monitoring and cylinder expansion monitoring.

【Key words】Steam turbine; TSI system; Application; Construction measures

0 前言

在汽輪機的系統構建中，安全監測系統（TSI）是核心，是實現汽輪機安全穩定運行監測的重要保障。在實踐應用中，TSI系統的構建，關鍵在于探頭的合理布置、監視檢測效能的有效生成，為汽輪機的安全穩定運行提供良好的環境條件。在汽輪機高速運轉狀態，機組出現故障等問題，極易造成元件設備的損壞。為此，在汽輪發動機運行中，TSI系統的有效應用，能夠更好地監測汽輪運行狀態，通過機組運行信息的監測反饋，為汽輪機運行管理提供可靠依據，發揮著重要作用。本文立足對TSI系統的理論研究，就如何實現汽輪機TSI系統的應用構建，做了如下具體闡述。

1 汽輪機TSI探頭布置

在TSI系統構建中，探頭的布置與安裝尤為重要，直接關系到系統監測的有效性。在探頭布置中，應注重監測點的合理設置，通過科學合理的安裝，最大程度地發揮監測系統的效能。如圖1所示，是汽輪機TIS的探頭布置圖。從中可以知道，在1-9的位置上，分別安裝有監測探頭，并且分別負責不同狀態下的監測。如，探頭1是轉速超速保護探頭、探頭4是軸承座振動探頭。通過對不同位置、不同功能的設置，構建完善的探頭監測體系，為汽輪機的安全穩定運行，提供了有力保障，同時也系統功能的實現提供了保障。

2 汽輪機轉速監視

在汽輪機的運行中，處于高速旋轉狀態，如出現轉速失控等情況，極易造成超速等問題，影響到汽輪機的安全穩定運行。發動機、汽輪機等設備的零部件，在高速運行狀態下，需要承受巨大的離心力。一旦轉速失控，則會導致離心力急劇增大，對轉動部件造成損壞，甚至出現“甩飛”的危險。因此，在TIS系統的構建中，實現對汽輪機轉速監測，能夠更好地調控汽輪機的轉速，并做好相關超速的保護措施。具體而言，汽輪機轉速的監測，主要涉及到以下幾個方面：

（1）轉速監視器。在實際當中，汽輪機轉速監測一般使用3個探頭，處于相鄰位置上的電渦流探頭。通過轉速監視器，實現對汽輪機專屬的持續測量。一旦出現轉速超出設定標準值時，監視器則發會預警，并將預警信號反饋至監控室，以便于保護措施的實施。

（2）鍵相傳感器。汽輪機每轉一次，則會產生一次脈沖電壓，即為鍵相器信號。通過該型號實現對汽輪機軸的轉數進行測量，并在測量的同時，對振動機的相位角，構建相關參數坐標，確保汽輪機運行的安全與穩定。

3 汽輪機振動監視

由于汽輪機處于高速運轉狀態，設備元器件均會出現不同層度的振動，一旦振動超出設定標準，則會影響到設備機組的運行安全，甚至出現設備嚴重損壞的危險。為此，在振動監視的構建中，主要在探測點上，通過對頻率、振幅等數值的監測，實時了解機組運行中的振動情況。

在汽輪機的振動監視中，需要對軸承、大軸等進行嚴密監視，一旦出現超閾值等情況，需要發出報警信號，并通過脈沖信號的驅動，實現對控制回路的有效保護。此外，在對汽輪機軸的相對振動監測中，主要采用電渦流探頭;而在軸承座振動監測中，則采用慣性式速度探頭，以更好的監視振動的情況。因此，對于汽輪機而言，高速運轉的狀態，要求對各振動點進行監視，以更好的判斷設備運行情況。一旦出現機組運行振動超出監測標準值域，可能導致設備嚴重受損，影響人生安全及設備運行的經濟性。

4 汽輪機缸脹監視

在汽輪機處于啟動或停機的狀態之下，若由于溫度出現變化，則易出現熱膨脹，導致汽輪機氣缸熱脹不均勻，而影響機組的運行安全。（1）汽輪機缸脹在熱脹不均的情況之下，易出現靜摩擦或卡澀，而導致設備出現運行故障;（2）在不同程度的熱膨脹之下，汽輪機的臺板滑銷系統會出現不定規則、方向的膨脹，進而導致汽輪機運行故障問題的發生。因此，在汽輪機的運行監測中，需要對機組氣缸脹情況進行全方面檢測，為運行狀態的有效判斷提供可靠依據。

在汽輪機缸脹監測中，一般采用2只LVDT探頭，通過汽輪機轉子與氣缸相對膨脹的差值，判斷汽輪機缸脹的實際情況，進而及時了解汽輪機的運行狀態。當汽輪機缸脹超過預設值，則會導致軸向間隙出現偏差，引發靜部件摩擦的產生，機組運行中出現劇烈振動。為此，在汽輪機轉子與氣缸的部位安裝熱膨脹裝置，進行熱膨脹監測，確保運行安全。

5 結束語

綜上所述，汽輪機在運行安全的構建中，TSI系統尤為重要，是實現汽輪機運行全方位監測，判斷機械運行的狀態，為故障的科學防范及處理提供可靠依據。TSI系統的構建涉及面廣，對監測點、探頭的布局，都具有較高要求，這就確保TSI系統效能的重要保障。在本文探討中，汽輪機TSI系統的構建，關鍵在于實現各監視部位的合理布置，對氣缸熱膨脹、振動等進行全方位監測，保障運行安全。

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