TSI汽轮机安全保护监测系统(精)
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。
TSI
TSI系统即汽轮机安全监视系统。
用于连续监视汽轮机运行的机械状态的参数。
输出模拟量信号分别送至DEH系统和DCS系统进行显示，实时反映汽轮机当前状态。
对重要参数还具备报警及停机信号输出功能。
当参数达到报警值时，输出接点信号至DCS系统进行报警显示。
达到停机值时，输出接点信号送至保护系统自动停机，同时送一对接点信号至SOE 进行报警并记录。
我厂TSI系统采用的是飞利浦的Epro MMS6000监测系统。
监测参数有：轴向位移、胀差、振动、偏心、转速、键相、零转速。
另外热膨胀测量装置为DF9230热膨胀监测仪，0~50mm，配TD-2型绝对膨胀传感器。
测点的安装分布图如下：一．轴向位移：轴向位移指的是轴向推力盘与轴向推力轴承之间的相对位移，即汽轮机轴向推力轴承处动静部分的水平间隙。
因为推力轴承承受蒸汽作用在转子及动叶片上的轴向推力，并确定转子的轴向位置，所以轴向位移就表明了推力轴承所承受力的大小，也表明了推力瓦块表明乌金的磨损程度。
对轴向位移的测量一般用电涡流探头。
当间隙发生改变时，传感器探头输出值会发生变化，经过前置器处理后，输出至TSI卡件的输入电压发生变化，经过卡件内预先设定的探头线性度处理，折算出位移量的大小。
轴向位移的零位是将推力盘紧靠工作瓦，调整间隙，使前置器输出电压为-12V，在卡件组态中将其定为轴向位移的零位，以大轴向发电机侧移动为正。
TSI测量卡件的型号为MMS 6210。
探头型号为PR6424。
前置器型号为CON021。
测量量程为-2~+2mm。
正向报警值≥0.6mm。
停机值≥1.2mm。
负向报警值≤-1.05mm。
停机值≤-1.65mm。
为了避免信号误动引起不必要的停机事故，我厂轴向位移的测量采用两个探头。
报警采用或逻辑，即任一个探头测量值到达报警值即输出接点信号进行报警。
停机采用与逻辑，即需要两个探头测量值都达到停机值输出接点才会导通。
二．胀差：因为汽轮机转子的质量比汽缸小的多，工作时四周有蒸汽流动，因此在启动及正常工作时，转子的膨胀量大于汽缸，使得转子与汽缸之间产生相对膨胀，即胀差。
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TSIDEHETS系统介绍
使用键相位配合轴振动探头，可以完美的捕捉到启动/停止时的振 动趋势；
第3个是正常使用时检测转轴的轴向扭曲，因为这种异常会导致 转轴彻底报废，虽然很少发生 但是由于这种变形根本无法在普通 的轴振动探头单独体现出来，这个叫相位角测量；
2 OPC电磁阀
OPC电磁阀是超速保护控制电磁阀;他们是受 DEH控制器的OPC部分所控制; 正常运行时，这 两个电磁阀是不带电常闭的，封闭了OPC总管油 压的泄油通道，使调节汽阀和再热调节汽阀的执 行机构活塞下腔能够建立起油压，一旦OPC控制 板动作，这两个电磁阀就被通电开启，使OPC母 管油压泄放。这样执行机构上的卸荷阀快速开启， 使调节汽阀和再热调节汽阀关闭。
电子控制部分主要由分布式控制系统 DCS 及 DEH 专用模件组成;它完成信号的采集 综合 计算、逻辑处理、人机接口等方面的任务; 液压 调节保安部分主要由电液转换器、电磁阀、油 动机、配汽机构等组成，它将电气控制信号转 换为液压机械控制信号，最终控制汽轮机进汽 阀门的开度。
DEH液压控制系统主要包括：供油系统 伺 服油动机、保安系统; 主要完成下述功能:
图5 ETS系统框图
ETS 停机信号
1 EH油压低 2 润滑油压低 3 真空低 4 电超速保护 5 轴振大保护 6 轴向位移大保护 7 差胀大保护
8 高排压力高保护 9 高排压比低保护 10 高排温度高保护 11 锅炉MFT动作 12 发电机保护 13 DEH失电跳机
其中;EH油压低 润滑油压低、真空低压力开关装 在机头左侧，开关量保护动作送至ETS跳机; 机组 振动、轴向位移、胀差通过TSI监测系统输出开关 量至ETS跳机。电超速包括DEH超速和ETS超速， 动作转速均为110%额定转速。DEH超速探头3个 在主机前箱，接受现场转速探头来的转速信号送给 专门的转速卡件，转速超过110%额定转速经内部 逻辑处理三取二后输出信号至ETS柜，再去动作现 场的AST电磁阀。
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。
TSI系统介绍
汽轮机安全监视系统介绍目录1 简介 (2)2 系统构成 (3)3.功能介绍 (5)3.1 电源 (5)3.2 CPU模块 (6)3.3 转速测量 (7)3.4 位移测量 (9)3.5 轴承振动和轴振动测量 (10)3.6 偏心测量 (10)3.7 汽缸膨胀测量 (11)3.8 继电器输出 (11)3.9 系统通讯与接口 (11)4 组态软件介绍 (12)TSI系统介绍1 简介汽轮机安全监视系统是监测、保护汽轮发电机组安全运行的重要设备，它能连续、准确、可靠地监视汽轮发电机组在启动、运行和停机过程中的重要参数变化，如：汽机转速、轴位移、相对膨胀、热膨胀、偏心、振动、阀位等。
目前，我国电力市场中主要的TSI产品为美国本特例公司的3500系统、德国EPRO公司的MMS6000系统以及瑞士VIBROMETER公司的VM600系统等，这些系统都已经是数字式监视仪表，还有一些电厂采用国产监视仪表，2002年哈汽自控公司开始自行开发SG2000数字式汽轮机安全监视系统，该系统是采用了先进单片机技术；有标准的工业通讯接口；强劲的组态和显示软件；可扩展的模块化数据采集组件；为所有旋转机械的状态监测和安全保护提供先进、集成化、可延伸的解决方案。
下面以SG2000为例介绍TSI系统的组成：SG2000系统由硬件部分和软件部分组成。
硬件部分有传感器、监视机柜、19″标准框架、测量采集模块、计算机等；软件部分由组态软件、显示软件等组成。
SG2000系统的模块按功能分类如下：SG2000/01：电源模块SG2000/02：CPU管理模块SG2000/10：转速测量模块SG2000/20：轴向位移、相对膨胀测量模块SG2000/30：轴承振动测量模块SG2000/31：轴振动测量模块SG2000/40：偏心测量模块SG2000/50：阀位、热膨胀测量模块SG2000/60：开关量输入、继电器输出模块SG2000/70：温度测量模块SG2000/80：模拟量测量模块每个19″标准框架SG2000/00（图1所示）有14个槽位，其中电源和CPU模块共占4个槽位，其它功能模块各占一个槽位，8、9、10号槽位为开关量输入、继电器输出模块，1～7号槽位可任意安装转速、位移、振动、偏心、阀位、温度及模拟量测量等模块。
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TSI--汽轮机安全保护监测系统!包含:探头(振动,位移、键相、转速等,延长电缆, 前置器,二次表等
ETS :
ETS---Engine Temperature Switch 引擎温度开关,汽轮机跳闸保护系统的简称ETS 控制系统至少具有下列停机功能:汽机转速 >3300转 /分, 轴向位移过大 , 润滑
油压≤0.02MPa (三取二 , 支持轴承温度 >75℃ (或推力轴承担温度 >75℃, 凝汽器真空低于 0.06MPa (三取二,发变组故障 ,手动停机保护
TSI :
汽轮机安全监视系统 TSI(Turbine Supervisory Instrumentation。
该系统的监视参数有:
(1机组的转速监视。
(2触发自动盘车的机组零转速监视。
(3转子的轴向位移监视:用于监视转子推力盘相对于推力轴承的轴向位移。
(4轴系偏心 (弯曲监视:用于监视转子偏心度的峰 --峰值和瞬时值。
(5机组的膨胀监视:用于监视汽缸的绝对膨胀和转子与汽缸间的轴向膨胀差 (胀差。
(6机组的轴系振动监视,由于大型机组的轴系比较复杂,该监视系统又可细分为:
1 转子绝对振动峰一峰值;
2 轴承座振动峰一峰值;
3 转子相对于轴承座的相对振动峰一峰值。
DEH :
数字电调系统 (DEH :以数字计算机为基础的数字式电气液压控制系统 (Digital Electric Hydraulic Control System,DEH , 简称数字电调。
DEH 系统主要功能 :
汽轮机转速控制;自动同期控制;负荷控制;参与一次调频;机、炉协调控制; 快速减负荷; 主汽压控制; 单阀控制、多阀解耦控制; 阀门试验; 轮机程控启动; OPC 控制;甩负荷及失磁工况控制;双机容错;与 DCS 系统实现数据共享;手动控制。