摘 要：我国火电厂容量越来越大，蒸汽压力也随之升高，汽轮机在这种高温高压高速的环境下旋转，常常会出现振动、动静部件摩擦等情况，为了汽轮机的安全稳定运行，需要对汽轮机的运行情况进行监测。TSI系统就是国内发电机组上对这些参数进行可靠、连续监视、记录、报警的计算系统，是火电厂自动化控制系统中的重要一环。因此，保证TSI系统的正常运行及及时处理异常是热工工作人员的重点工作之一。

　　关键词：TSI系统;传感器;故障分析

　　1 TSI介绍电厂汽轮机监视系统(TSI)主要以位移为基础量来监视汽轮机的转速、轴承振动、轴向位移、相对膨胀、热膨胀等参数，包含现场传感器系统、信号传输、监测系统3部分，现场传感器系统一般由探头、引线、前置器组成。传感器系统是将现场振动量、位移、转速等转换为电量的机电转换装置，常用的传感器有电涡流传感器、速度传感器及复合式传感器三种。

　　电涡流传感器具有线性范围大，精度和灵敏度高，频响高，抗干扰能力强和温度特性好，安装和调试方便等优点，因此，国内600MW机组TSI系统大多采用电涡流传感器来测量现场信号，主要有美国本特利公司的3500系列和德国菲利浦(EPRRO)公司的EPRRO MMS6000系列产品。 1.1 电涡流传感器工作原理电涡流传感器由探头、延伸电缆和前置器组成。前置器具有一个电子线路，它可以产生一个低功率无线电频率信号(RF)，信号被延伸电缆送到探头端部里面的线圈上，在探头端部的周围产生交变磁场[1]。当导体在这个交变磁场运动时，导体内部会产生一个闭合的感应电流，这个电流被称为涡流。电涡流产生新磁场与线圈产生原交变磁场方向相反，因而会抵消部分原磁场，使通电线圈的有效阻抗发生变化。电涡流传感器就是利用这一原理将现场非电量的状态变化转换为阻抗变化的传感器，从而实现非直接接触测量。 1.2 几种实例1.2.1 位移测量

　　位移测量主要包含以下几种：转子的轴向位移、汽缸与转子的相对膨胀、汽缸的绝对热膨胀。

　　图 1测量轴的轴向振动

　　1.2.2 振幅测量

　　振幅测量主要包含以下几种：轴的径向振动(轴振)、偏心、键相

　　图 2测量轴的径向振动

　　1.2.3 转速测量

　　转速测量的转轴包含凸起和凹陷2种。

　　图 3转速测量 2 传感器的安装及注意事项在机组大小修汽机开缸后，TSI探头一般都要拆下校验后再安装，就地传感器的安装工作事关整个TSI系统的稳定性、可靠性，本段主要介绍传感器的安装步骤及相应注意事项。 2.1 探头安装在安装前，我们需要对其进行检查，检查探头与前置器是否配套、传感器是否经过校验。同时还要对探头、中间接头、延伸电缆、被测体表面进行清洁和检查，被测体表面应平整光滑、无凸起、凹槽等缺陷，探头和延伸电缆外观正常无损坏，引线与延伸电缆的中间接头连接顺畅无卡涩。

　　探头安装中动作要轻柔，在支架螺纹孔处缓慢的旋进探头，同时用万用表测量前置器输出端与COM端之间的输出直流电压，观察其间隙电压变化趋势。为了防止旋入探头时带动引线旋转，从而引起机械损坏。检修人员应断开探头引线与延伸电缆的连接，慢慢旋入探头，注意引线要随之旋转，当探头接近原始标记位置时，接上延伸电缆，测量前置器的电压。如果间隙还较大，电压还未在传感器测量范围内，应断开接头理顺后面电缆后再旋探头，旋进2圈再测量一次电压，如此反复，直到前置器输出间隙电压在测量范围内。当电压达到线性中点U0左右时锁紧探头螺母，必须注意锁紧前后的输出电压或示值是否有变化，如有变化则需重新调整。探头紧固后，用专用清洗剂将探头引线与延伸电缆中间接头清洁干净，然后用耐油热缩管密封接头。最后将电缆包扎好固定在箱体内，防止运行时损坏电缆。 2.2探头定位电涡流探头安装工作里最重要的是调整探头安装间隙电压。由于传感器线性电压范围大大超过测量范围,所以安装间隙允许有较大的偏差, 只要保证测量范围在线性段内即可[2]。但为了满足可靠性及统一标准,施工时一般按照设备厂方给出的标准电压安装，这个标准间隙电压一般为传感器输出特性曲线的线形中点位U0。比如本特利3500—φ8MM的探头灵敏度为7.874V/mm，线性范围为-2.75— -16.75V，安装间隙电压就定在-10v左右。

　　表 1间隙电压与距离的关系 2.3 安装注意事项TSI系统在现场的安装有以下几点需要注意。

　　(1)安装传感器的支架要安装牢固。对于转速探头，可以将其支架焊接在汽机合适平台，对于振动探头，其底座要配置与相应安装孔螺纹配套螺丝，探头与底座要安装牢固，螺栓与螺母的纹路配套、螺纹无损坏。避免出现探头安装不牢发生松动或者脱落等情况。

　　(2)注意信号电缆干扰。屏蔽层现场侧绝缘浮空，电子室机柜接地端子处接地牢固。屏蔽电缆应连续完整，特别是中间接线盒处接线要规范。传感器信号电缆应与其他电机强电电缆分开，避免强电干扰。每个探头采用一根单独电缆来传输信号，不得几个探头信号同用一根控制电缆，避免相互干扰。

　　(3)信号电缆应包扎牢固整齐。电缆在从汽机内部到前置器之间尽量做到相互间无挤压、缠绕，包扎处加装隔离垫，防止信号电缆芯被扎带划破。延伸电缆沿着管路、电缆桥架通向前置器接线盒过程中应注意不能锐角弯折、不能过于用力拉扯受力。电缆中间接头及端子接线要紧固，质检人员要仔细检查，防止接头和接线松动或接触不良。 3 TSI系统常见故障分析 3.1振动波动异常2017年12月17日某厂运行人员监盘发现2号机组主机5X轴振显示有放大趋势和跳变现象，最高值达70μm左右，12月19日5X轴振值最高达100μm左右，其他振动值正常。

　　图 4历史趋势

　　3.1.1 原因分析及处理经过

　　检修人员查询DCS曲线，发现5X振动测点数值波动幅度较大，其他振动正常。决定对测量回路进行检查，检查就地5X振动前置器接线及接线端子、探头引线与延伸电缆中间接头、主机TSI柜内接线，均无松动和氧化现象，前置器COM端与信号线绝缘电阻符合安装要求，前置器插头检查也牢固。检修人员将5X振动探头信号线插入5Y振动前置器上，DCS画面显示数据稳定在60μm左右，这排除了5X振动探头损坏的可能。

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