PM_1-汽轮机监测系统TSI
汽轮机监视仪表(TSI)与保护系统(ETS)调试方案
XXXXXXXXXX公司热能中心节能降耗技改工程汽轮机监视系统及汽轮机保护系统调试案编写：审查：审批：XXXXX技术服务有限公司2011年9月目录1 设备系统概述 (1)2 编制依据 (1)3 调试目的及围 (2)4 调试前具备的条件 (3)5 调试法及步骤 (5)6调试的控制要点及安全注意事项 (8)7 调试质量验收标准 (8)8 调试组织与分工 (8)9调试仪器............................................................................. 错误!未定义书签。
10附录.................................................................................. 错误!未定义书签。
1设备系统概述1.1系统简介：汽轮机监视仪表系统（TSI）由市厚德自动化仪表公司供货。
TSI装置采用HZD8500D监控保护系统，8500D 旋转机械保护系统系统机箱左下四个槽位依次为系统电源2 个和8位继电器模块2 个，其它槽位可安装功能模块，16 位继电器模块建议靠右放。
系统采用双路冗余式电源，通讯控制模块采用32 位嵌入式处理器、7 英寸触摸显示屏，其运行速度快、工作可靠，采用图形用户界面，操作简单、友好便。
ETS即汽轮机危急遮断系统，它接受来自TSI系统或汽轮发电机组其它系统来的报警或停机信号，进行逻辑处理，输出报警信号或汽轮机遮断信号。
为了使用便运行可靠，采用DEH 一体化进行逻辑处理。
该装置能与DEH系统融为一体，满足电厂自动化需求。
1.2系统功能简介：汽机TSI主要监视参数有：轴向位移、偏心、键相、轴振、缸胀等。
机组TSI输出的跳闸信号送入ETS中，报警信号和模拟量信号送入DCS、DEH（505控制器）。
ETS系统的相关设备主要包括保护柜，信号采样元件等。
ETS逻辑还具有首出记忆功能，汽机保护紧急跳闸功能。
汽轮机安全监测TSI系统
汽轮机安全监测TSI系统1 结构概述我厂的汽轮机保护装置采用的是美国本特利（BENTLY）公司生产的3500保护系统，本套汽轮机安全监视装置用于连续监视汽轮机本体各种参数,其监视参数有转速、轴向位移、胀差、轴承盖振动、键相、轴振动、汽缸绝对膨胀、偏心等。
系统的测点具有独立的监测电路和报警设置点。
每个测量模块均有模拟量输出功能。
每个监视装置输入电源均为220Vac、50Hz。
3500系统均采用B.N 公司系列涡流传感器和速度传感器。
转速、偏心、鉴相测量用8mm涡流传感器。
轴向位移测量用11mm涡流传感器。
胀差测量用11mm趋近式传感器。
1#～7#轴承盖振动用速度传感器。
1#～7#轴振动用8mm涡流传感器。
TSI监视参数测量回路如下：1.1 电源模块3500/153500电源是半高度模块，必须安装在框架左边特殊设计的槽口内。
3500框架可装一个或两个电源（我厂装有一个电源）。
任何一个电源都可给整个框架供电。
如果是两个电源，第二个电源可做为基本电源的冗余。
只要装有一个冗余的电源，拆除或安装另一个电源模块将不会影响框架的运行。
1.2 框架接口模块3500/20框架接口模块是3500框架的基本接口，它支持本特利内华达公司开发的用于和框架之间进行通讯的协议。
它前面板上的RS-232串行通讯口可直接与计算机进行连接通讯，这就使框架的组态可通过计算机上的专用软件进行。
框架接口模块必须放在框架中的第一个槽位（紧靠电源模块的位置）。
框架接口模块的运行，对整个监测系统的正常工作没有任何影响。
每个框架中都需要一个框架接口模块。
1.3 键相器模块3500/25键相器模块是一个半高度、两通道模块，用来为3500框架中的偏心监视模块提供键相位信号。
此模块接收来自电涡流传感器或电磁式传感器的输入信号，并转换成数字键相位信号。
注:键相位信号是来自旋转轴或齿轮的每转一次或每转多次的脉冲信号，提供精确的时间测量。
允许3500 监测器模块和外部故障诊断设备用来测量诸如1X 幅值和相位等向量参数。
汽轮机监测仪表系统
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几种汽轮机汽监轮视机仪监表测测仪量表原系理统的比较
名称 美国本特利公司3300系列 西德飞利浦公司RMS700系列
轴向 双通道电涡流轴向位移监 测器，逻辑“或”报警；
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汽轮机监测仪表系统
（2）差胀监视：采用电涡流探头连续监测转子相对
于可汽用缸 线⑵上性汽某变轮基量准差机点 动转（互子通感轴常器向为（位推LV力移DT轴监）承视进）行与的测保膨量护胀。量。若，转也
子的膨胀量大于汽缸膨胀量，则胀差为正，反之，胀
差为负⑶。转子与汽缸相互膨胀（胀差）监视与保护。
（4）终端设备。它由显示器、记录仪、 报警器和测试仪等组成。其任务是将处 理后的直流电压信号，转换成与实际对 象的物理量和单位一致的信号，让运行 人员直观地在显示器上观察；在记录仪 上记录；在某物理量超标时，在报警器 上发出声光报警；严重超标时，触发遮 断机组等，确保机组的安全。
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（3）⑷缸汽胀监轮视机：热采膨用胀线监性变视量。差动互感器（LVDT）
连续监测汽缸相对于基础上某一基准点（通常为滑销
系统的⑸绝汽对轮死机点振）的动膨监胀视量。。
⑹主轴弯曲（偏心度）监视。
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汽轮机监测仪表系统
(4)零转速监视：连续监测转子的零转速状 态。当转速低于某规定值时，报警继电器 动作，以便投入盘车装置。
传
感
前置器 （信号放大器）
器
LCD LCD
信息处理器 显示器
汽轮机TSI系统详解
汽轮机TSI系统详解汽轮机安全监视系统（TSI）是一种集保护和检测功能于一身的永久监视系统，是大型旋转机械必不可少的保护系统。
TSI可以对机组在起动、运行过程中的一些重要参数能可靠地进行监视和储存，它不仅能指示机组运行状态、记录输出信号、实现数值越限报警、出现危险信号时使机组自动停机，同时还能为故障诊断提供数据，因而广泛地应用于3MW〜600MW的各种汽轮发电机组上。
一、汽轮机安全监视的内容汽机应监视和保护的项目随蒸汽参数的升高而增多，且随机组不一而各有差异，一般有以下一些参数：（1）轴向位移监视：连续监视推力盘到推力轴承的相对位置，以保证转子与静止部件间不发生摩擦，避免灾难性事故的发生。
当轴向位移过大时，发出报警或停机信号。
（2）差胀监视：连续检测转子相对于汽缸上某基准点（通常为推力轴承）的膨胀量，一般采用电涡流探头进行测量，也可用线性差动位移变送器（LVDT）进行测量。
（3）缸胀监视：连续监测汽缸相对于基础上某一基准点（通常为滑销系统的绝对死点）的膨胀量。
由于膨胀范围大，目前一般都采用LVDT进行缸胀监视。
（4）零转速监视：连续监测转子的零转速状态。
当转速低于某规定值时，报警继电器动作，以便投入盘车装置。
（5）转速监视：连续监测转子的转速。
当转速高于设定值时给出报警信号或停机信号。
(6)振动监视：监视主轴相对于轴承座的相对振动和轴承座的绝对振动。
(7)偏心度监视:连续监视偏心度的峰-峰值和瞬时值。
转速为l~600r∕min时，主轴每转一圈测量一次偏心度峰-峰值，此值与键相脉冲同步。
当转速低于lr∕min时，机组不再盘车而停机，这时瞬时偏心度仪表的读数应最小，这就是最佳转子停车位置。
(8)相位监视：采用相位计连续测量选定的输入振动信号的相位。
输入信号取自键相信号和相对振动信号，经转换后供显示或记录。
(9)阀位指示：连续指示调速汽门的动作位置。
下表列出了一些应监视与保护的项目。
汽轮机组安全监视与保护项目一览表二、TSI系统监测的基本参数1.振动参数它包括下述五个方面：(1)振幅可用来表示位移、速度或加速度，是一种强弱程度的标志。
汽轮机安全监视系统TSI课件
振动监视
速度传感器系统的工作原理是 基于一个惯性质量和移动壳体， 传感器有一个磁铁，它被固定 在传感器壳体上，围绕磁铁的 是一个惯性质量线圈，通过弹 簧连在壳体上。当机器的振动 频率在惯性质量线圈的谐振频 率以上时，线圈相对于空间没 有运动，因为传感器是刚性接 地固定在机壳上，所以磁铁与 机壳的振动是完全一样的。磁 铁在线圈内运动，因而在线圈 内产生电压，该电压正比于机 壳的速度。 速度传感器系统的应用：轴承 盖振动的测量。
汽机TSI监测
第二节 电涡流传感器
涡流传感器利用高频磁场与被测物体间的涡 流效应原理而制成的非接触式监测仪表。 一、电涡流原理
二、电涡流传感器监测原理
三、仪表组成
前置器产生一个低功率无线电频率〔RF〕信号，这一RF信号由延伸电缆送到探 头端部里面的线圈上，在探头端部的周围都有这一RF信号。如果在这一信号的范 围之内，没有导体材料，那么释放到这一范围内的能量，都回到探头。如果有导 体材料的外表接近于探头顶部，那么RF信号在导体外表会形成小的电涡流。这一 电涡流使得这一RF信号有能量损失。该损失的大小是可以测量的。导体外表距离 探头顶部越近，其能量损失越大。传感器系统可以利用这一能量损失产生一个输 出电压，该电压正比于所测间隙。
第三节 机械量的监视保护
轴向位移的监视保护 转速监视 热膨胀监视 振动监视
轴向位移的监视保护
轴向位移的测量：
汽机在运行中，由于各种因素，诸如机组甩负 荷、润滑油压过低汽轮机发生水冲击等的变化会使轴 在轴向有所移动。如果轴的移动太大，会碰到轴承， 二者发生摩擦，其后果不堪设想。所以轴向位移是汽 机的一个重要测量参数。
二、汽轮机监视内容
三、TSI监测的根本参数
二、汽轮机监视内容
TSI汽轮机安全监视系统
TSI 汽轮机安全监视系统德国 EPRO 公司生产的 MMS6000 型汽轮机安全监视系统，为机组的安全、经济运行供给了牢靠的保证。
TSI系统能连续地检测汽轮机的各种重要参数，对如：转速、键相、偏心、轴振、盖振、轴向位移，确定膨胀、相对膨胀等参数进展检测帮助运行人员判明机器故障，使机组能在不正常工作引起的严峻损害前遮断汽轮发电机组，保护机组安全监测汽机的系统，系统的测点具有独立的监测电路和报警设置点。
每个测量模块均有模拟量输出功能。
每个模块都可以通过 RS232 与电脑相连，利用 MMS6100 组态软件对模块所对应的模块型号，报警点等参数进行组态。
检修工艺原则1安全措施及工作票1.1严格执行工作票治理制度，认真办理、检查、验证工作票。
1.2设备检修时严禁在设备上放工具、饮料等物体。
1.3就地设备检修时防止滑倒、跌伤。
2使用工具2.1一块万用表、一套电工组合工具、一把尖嘴钳、组合扳手、信号发生器、摇表2.2防静电真空吸尘器、防静电工具3检修电子电路应遵守的原则注：当安装、调试卡件时，要使用现场防静电工具。
3.1使用静电袋。
在把装入系统前不要把它从特别的防静电袋中取出。
卡件取出后，袋子待以后使用。
3.2翻开前把防静电袋接地。
在翻开含有半导体设备的防静电袋以前，请将其与设备外壳接触一下，或者接地。
3.3不要触摸电路。
处理卡件时，拿卡件的两侧，不要触摸电路。
3 .4防止半导体器件局部连接。
在使用前，肯定要检查和卡件相连的全部设备是否完好接地。
3.5测试设备接地。
3.6使用现场抗静电吸尘设备。
3.7使用接地手环。
连接接地环到电源引入盘上的接地插座，电源引入盘的接地插座和大地相连。
3.8不要用铅笔或圆珠笔设置小开关，防止开关触电损坏，触电损坏可能导致不必要的电路板误动作。
各测点在汽机本体上的分部位置如以下图：1、转速：机组转速传感共安装有十二只，其中键相、转速测量、机头周密瞬态转速仪各用一只，汽机超速、电超速、DEH 各用三只。
汽轮机安全检测系统.
汽轮机安全检测系统.汽轮机安全检测系统(TSI汽轮机安全监测系统〈简称TSI 〉是监测、保护汽轮机安全运行的重要手段, 能连续、准确、可靠地监视汽轮机启动、运行、停机过程中的重要参数,当所监视的参数越限时, 能准确、及时地发出报警或停机信号, 与 TSI 系统通讯的瞬态数据管理系统,可通过计算机终端显示和打印有关的数据及图形。
TSI 监测系统组装在仪表柜中,并有端子与现场其它接口相连接,整个系统接受交流 220V 、 50HZ 电源供电。
一、 TSI 监测系统的构成TSI 监测系统由安装在汽轮机上各种形式的传感器及与传感器相连接的前置器、仪表框架三部分组成。
仪表框架为三个14位框架,每个框架均有电源、系统监视器占两个位置,其它 12个位置为监测器插件。
其具体构成如下:二、监测系统的功能1、电源及系统监测器TSI 监测系统具有电源上电抑制功能, 当电源上电或系统供电下降到低于操作水平时, 这一功能可以使每一个监测器抑制它的报警, 在上电之后, 抑制功能保持约2秒左右。
TSI 监测系统设置了一个 OK 继电器,目的是提供一个方法, 它可以告之,由与框架相联的传感器系统,所探测到的问题。
OK 继电器是与位于框架内的每一监测器的OK 线路联到一起的, 而 OK 线路则连续检查与监测器相联的传感器的工作状态。
如果该线路探测到传感器有问题。
则有关监测器前面板上的OK 发光二极管就熄灭,同时,继电器驱动信号则被送到位于系统监测器中的OK 继电器上去。
TSI 监测系统的各监测器具有三种自检功能,即 :周期性自检、通电自检和用户启动自检。
每次监测器接通电源, 通电自检将自动执行, 该自检执行一系列的基本测试和传感器OK 测试:监测器在运行过程中自动地执行周期性自检,在周期性测试过程中如果遇到非正常情况, 监测器将退出工作, 在 LCD 显示中出现闪动的错误代码, 如果错误为问题性的,监测器将恢复工作状态, 错误代码将存在监测器内存中,在用户启动自检时可对其进行检索:用户启动自检执行通电自检的内容,并可以读出和清除在周期性自检中存贮的错误代码。
TSI检测系统介绍
汽轮机安全监视系统（TSI）的参数及检测分析概述汽轮机安全监视系统（TSI）是一种集保护和检测功能于一身的永久监视系统，是大型旋转机械必不可少的保护系统。
TSI可以对机组在起动、运行过程中的一些重要参数能可靠地进行监视和储存。
一振动；振动监视：就是监视主轴相对于轴承座的相对振动。
转子在转动时不可避免的要发生振动，其振动不超过一定值是可以的，但是当机组出现一些不正常振动时,则表明设备发生了缺陷或运行不正常,振动过大还可能使轴封处动静部分发生摩擦,引起主轴局部受热产生永久变形;可能使动叶片,叶轮等转动部件损坏;使螺栓紧固部分松弛;严重时还会使整个机组损坏,因此在运行中必须注意监视我们所说的振动是指两方面的，一是径向，二是轴向（如不说明振幅一般都是指双幅值）振动原因：大致有下述十方面的原因1 润滑油压、油温过高或过低或轴承油膜振荡。
或失稳。
2 机组动静部分碰磨或大轴弯曲。
3 机组负荷、参数骤变。
4 汽缸进水或冷汽引起汽缸变形。
5 转子质量不平衡或叶片断落。
6 轴承座松动。
7 转子中心不正或联轴器松动。
8 滑销系统卡涩造成汽缸两侧膨胀不均。
9 发电机静、转子电流不平衡。
10 基础松动。
我们运行人员能够控制的是上述里的1234下面就1里的油膜失稳说一说；防止和消除油膜振荡的方法：改进转子设计，尽量提高转子的第一阶临界转速；（我们知道发生油膜震荡的前题是工作转数是临界转数的2倍，也就是说由于偏心距的存在，当外界因数改变，转数，油压，油温等，力的分配就不平衡了，力的改变重新要轴回到原来的位置，就给了一个激振力，就产生了涡动,形象说，就像跳绳一样，一是绳自身的旋转，一是绳在空中的旋转，这个涡动频率是轴角速度的一半，叫半速涡动。
）改进轴承型式、轴瓦与轴颈配合的径向间隙、比压、长径比和润滑油黏度（32#，46#油指的就是黏度）等因素，使失稳转速尽量提高常用的一些提高失稳转速的方法：（1）增大比压（启动顶轴油泵）轴承比压是指轴瓦工作面上单位面积所承受的载荷(力不变，减小面积)增加比压值等于增大轴颈的偏心率，提高油膜的稳定性（2）提高油温，降低油的黏度（3）增大轴瓦工作弧段的椭圆度（4）在下瓦适当位置开泄油槽，降低油楔压力（5）减小轴瓦顶部间隙，增大上瓦乌金宽度（6）采用稳定性好的轴瓦对旋转机械来说，衡量其全面的机械情况，转子径向振动振幅，是一个最基本的指标，很多机械故障，包括转子不平衡、不对中、轴承磨损、转子裂纹以及磨擦等都可以根据振动的测量进行探测。
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三、汽轮机本体参数监视内容
机械参数的v监视
包括
v 各处温度的监视
1 .对汽轮机本体机械参数的主要监视内容
v 轴 向位移;
热膨胀差;
v 转速和零转速; v 轴承振动和轴振动;
v 偏心度； v 相位
2. TSI对温度的监视
v 汽轮机组本体参数的检测尚有推力轴瓦金属 温度兰，螺缸栓体等、金法属温度和发电机
v (3)高参数大容量机组价格昂贵，事故波及面大 ，对经济和社会的影响重大，一种有效的对机组的 安全监视体系，对保证人身和设备的安全，减少负 面影响，具有重要的意义。（保证经济性）
二、汽轮机安全监控的意义
v 对机组的运行状态进行连续、准确和可靠的在 线监控，也是一种对机组安全的保护，它除了向控 制系统发出控制和安全信息外，还可帮助操作人员 及时掌握机组的运行信息，了解机组的安全、经济 状态发，生避和免加事强故科的学管理；根据参数
续
v 专家决策软件是一个实时的专家系统，包括 专
视系统推 机的运集行到状的态
据知识库软件中存储的经验 数据对设备进行 自动地故障诊断和机械信息管理，最 后给出 带有严重程度的故障结果和推荐的改正措施.
四、 汽轮机安全监控的内容
v 大型汽轮机热工保护涉及的内容 v （1）机汽械轮参机数本监体控。
轴 v （2）汽轮机防进水保护。 v （3）汽轮机辅机保护（凝汽器真空、除氧器
水位等）。 （4）汽轮机紧急跳闸保护。（ETS）
§2、汽轮机监测仪表系统TSI
TSI(Turbine Supervisory Instrument )系 统即监一汽测种轮系可机统靠轴，的系是多 汽轮机通发 电机组转子和汽缸的机械运行参数和相关参 数，显示机器的运行状况，提供输出信号给 信号显示、记录仪；并在超过设定的运行极 限时发出报警，甚至使汽机自动停机以及提 供可用于故障诊断的测量。
比于所测间隙。
由高频振荡器、检波器、滤波器、直流放大器、 线性网络及输出放大器等组成前置器
3.监测系统
v 监测系统又称为框架，一个框架由三部分组成：电 源、系统监测器和监测表。
v 电源为装在框架内的监测表及相应的传感器提供规 置； 定 确保v系系统统正检常测运
时，它还具有控制系统“OK”的功能。“OK”（正常 工作）表明系统的传感器及现场接线是在规定的水 平上进行。系统检测器也控制报警点的设置和系统 复位。系统检测器总被放在框架的第二位置； v 监测表不仅可以显示传感器系统是否正常运行，还 可以指示传感器的测量值，并在越限时报警。
v
提出问题
v 如何对汽轮机进行监控保护呢？ v对 当超过监极
限值，发出紧急停机信号，关闭主汽门，实 现紧急停机。
三、汽轮机安全监控措施
v 广义上说汽轮机安全监控措施有以下几方面： v 通过TSI进行参数检测与监视，当参数达到报警值
时 息 视和v控通制过，D当E超H 现甩负荷以及负荷不平衡时，由OPC进行转速限制 和保护。 v ETS则是当出现危急情况时实现汽轮机的紧急跳闸 保护。 v 此外还有机械超速保护和后备保护等。
二、汽轮机监测仪表的组成
从功能方面来看，TSI包括以下两大部分：汽轮 机本和体故参障数分监析视和专家决策系统
从结构方面来看，TSI包括以下三大部分：传感 器、前置器、监视器（显示器）
传感器系统将机械量（如转速，轴位移，差胀，缸胀，振动和 偏心等）转换成电参数（频率f，电感L，品质因素Q，阻抗Z等 ），传感器输出的电参数信号经过现场连线送到监测系统，由
富一种监更 开辟了完广善阔的的智前
v 这种技术的运用和发展，将使得设备的维修方式从 传统的“事故维修”和“定期维修”过渡到现在的“预知 性维修”，从而大大提高了设备的可利用率，减少停 机维修时间，降低维修费用，同时也压缩了备件的 库存量可以减少意外事故的发生和不必要的浪费、 损耗，提高对机组设备的保护。
监测系统转换为测量参数进行显示、记录及相关的信息处理
1.传感器
v 目前应用广泛的传感器有：电涡流传感器， 电感器式，速电度感传式感线性差动变压器 和
传感v 对器于系应统 它由探头、接长电缆和前置器组成。
2.前置器
v 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），这一RF信号
一、 TSI的作用
v 汽轮机监视仪表(turbine rvisory instrument，TSI)是为了保护汽轮机的安全而设计的监 视
重要v 参作数用进是行 准确的监视，并将测量信号送至二次仪表和数 据 采集系统，以供实时显示和打印记录，以及历史 数据积累和运行状态分析;参数越限时，还可以发 出信号供 报警和驱动保护系统。
润滑油定温 度等，这些监视均应在机组设计制造时 一并 考虑配备。
四、故障分析和专家决策系统
v 对于大型汽轮机，一 般都配有汽轮机数据采集和 故障分析计算机系统，它 利用专门的汽轮机故障 分析软件和专家决策软件，对 采集到的参数进行
实时、分自 动、连续地采 集和存储汽轮发电机轴系的振动振 幅、相位等数据，提供 给操作员和工程师一个实 时的轴系运行档案，包括表征 轴系是否正常运转 的可接受区域图，以及轴系的轴心 轨迹图、颇谱 图、波德图、级联图等多种形式的分析画 面和数 据，用以支持轴系的早期故障诊断和预测维修。
汽轮机监控与保护
黄桂梅 2013年4月
汽轮发电机组监控保护
v 监视：汽轮机监测仪表系统TSI v保
§1 概述
一、汽轮机安全监控的必要性 二、 三、汽轮 四、汽轮机安全监视的内容
一、汽轮机安全监控的必要性
v (1)大容量机组系统复杂，监控范围大、项目繁 多，操作也越益复杂，常规监视仪表已越来越不适 应，为了避免操作人员的疏忽大意以致误操作，建 立 为 (2)汽轮机是一种大容量高速旋转的精密机械， 任何意外都将引起不良的后果，必然对机组安全提 出更高的要求。（防止意外）
，由延伸电缆送到探头端部里面的线圈上， 。在
有导体v 材如料果，在则这释
一
范围内的能量都会回到探头。如果有导体材料的表面接近于
探头顶部，则RF信号在导体表面会形成小的电涡流。这一
电涡流使得这一RF信号有能量损失。该损失大小是可以测
量的。导体表面距离探头顶部越近，其能量损失越大。传感
器系统可以利用这一能量损失产生一个输出电压，该电压正