百万千万级汽轮机动态监测仪表的安装与调试

百万千万级汽轮机动态监测仪表的安装与调试

李军

李军

中国核工业第五建设有限公司上海201512

摘要：汽轮发电机的运行状态的优良是通过监测仪表连续动态地监测汽轮机的各种重要参数体现，主要有转速、超速保护、偏心、轴振、盖（瓦）振、轴位移、胀差热膨胀等参数，可以帮助运行人员判明机器故障，使得这些故障在引起严重损坏前能及时遮断汽轮发电机组，保证机组安全。因此，仪表的安装和调试质量也越显重要。

本文通过对M310压水堆型百万千万汽轮机动态监测仪表的安装和调试进行了探讨分析，详细论述了汽轮机安装工程中监测仪表的类型、安装调试方法、以及注意事项。

关键词：汽轮发电机组、监测仪表、安装、调试

1.汽轮机监视系统简介

汽轮机监视系统能够采集汽轮发电机组保护数据、监视数据、分析诊断数据，确保汽轮发电机组的动态监测和静态监测。

动态监测，也称之为“机械测量”，用来探测和鉴定轴系和进汽阀门的故障信息。主要包括汽机转速、各轴承振动以及进汽阀门振动等。

静态监测主要监测汽机的热状态，包括各轴承金属温度、高中压缸及高压进汽阀前后的蒸汽温度和压力以及沿高压进汽到低压排汽整个汽机膨胀线上的蒸汽温度和压力。

由于静态监测仪表安装简单，本文只论述动态监测仪表（以下简称监测仪表）的安装。

2.汽轮机监测仪表选型及测点布置

M310压水堆百万千万汽轮发电机组监测仪表共9种类型，具体规格型号及数量见下表1。

3.监测仪表安装先决条件和最佳时机

监测仪表安装根据汽轮发电机的安装工序进行，因此需要根据不同的先决条件，在合适的施工条件下及时进行施工，以免影响其他施工工序，监测仪表的精度要求高、安装难且容易被其他施工影响，因此选择最佳安装时机有利于将仪表被其他专业影响的可能性降到最小。各类型传感器安装的先决条件和最佳时机见下表2。

4.监测仪表安装及调试

4.1轴向位移传感器的安装

轴向位移传感器安装前，先向发电机方向推动整根转子，当推到推力盘紧贴工作瓦时，定为测量零点，并将转子膨胀方向作为轴向位移正方向。如图2所示，先对传感器进行试安装，待确定好支架安装位置后现场加工件2的厚度，然后按照试安装的位置将工件2焊接在中间轴承箱上，并用螺栓将支架固定在件2上。待支架固定好后，将3只轴向位移传感器分别旋进轴位移支架的3个螺纹安装孔上，如图3所示，在安装传感器时，调整传感器的安装间隙，当万用表测得的前置器间隙电压为-12±0.02VDC时，拧紧传感器的紧定螺母将传感器固定。

4.2振动传感器的安装

如图4的安装示意图所示，将振动传感器支架安装在轴承盖上；垂直方向和水平方向的支架与转子中心竖直线、水平线均为5°夹角。传感器在支架上的安装如图5所示。将轴承绝对振动传感器直接固定在支架上弯板相应的位置，然后接上延伸电缆。

相对振动传感器安装在下弯板的螺孔上。在安装传感器时，调整传感器与转子之间的安装间隙，当水平方向测振传感器间隙电压约为-12VDC，垂直方向测振传感器间隙电压约为-13.2±0.5VDC时，拧紧传感器的紧定螺母将传感器固定，然后将传感器引线接至就地接线盒相应的端子上。

需注意的是间隙调整前先不要固定传感器电缆，因为在调整传感器与转子之间的间隙时，转动会使电缆产生扭力，固定传感器电缆将增加调整间隙电压的难度。

同理可完成其他轴承处振动传感器的安装。

4.3转子偏心传感器的安装

偏心传感器安装于高中压缸前部轴承汽缸侧，与转子中心竖直线成5°夹角。其支架借用振动支架。

偏心传感器安装在振动支架下弯板安装相对振动传感器的螺孔上。在安装传感器时，调整传感器与转子之间的安装间隙，当万用表测得的传感器间隙电压约为-13.2±0.5VDC时，拧紧传感器的紧定螺母将传感器固定，然后将传感器引线接至就地接线盒相应的端子上。

4.4高中压缸绝对膨胀传感器的安装

如图6所示确定好传感器的安装位置后，在高中压外缸上现场配作一个M3的螺孔，孔的深度见图纸；螺孔加工好后，据图所示按规定的长度将传感器杆旋入高中压外缸；然后装上传感器外壳并调整其位置，当铁芯与传感器外壳平齐时，即为传感器机械零位。安装时应考虑膨胀方向，在任何时候，铁芯都必须保持在传感器壳内部移动。传感器位置调整好后，再现场配作安装块与U型支架间的定位销孔。销孔开好后，插上圆柱销，按照调整好的位置将U型支架点焊在前轴承箱上。

然后接上电缆，并把另一端接到就地接线盒相应的端子上。

4.5高中压转子绝对膨胀传感器的安装

安装之前，先按照主机的相关要求定好汽轮机的机械零位。如图7所示，将传感器支架先焊接在前轴承箱上，然后将摆架固定在支架上，用扳手旋动调整螺柱调整传感器与转子测量盘之间的距离，使安装间隙为1±0.5mm，再修正摆架的轴向位置，当前置器输出电压约为-8±0.5VDC时，固定传感器。然后将传感器引线接到就地接线盒相应的端子上。

4.6低压转子绝对膨胀传感器的安装

安装之前，先按照主机的相关要求定好汽轮机的机械零位。如图8所示，先对摆架进行试安装。修正摆架的轴向位置，当前置器输出电压约为-8VDC时，用游标卡尺测量摆架安装面与安装板之间的距离，然后根据测得的距离现场加工调整板的厚度。调整板加工好后，开始摆架传感器的安装。先将调整板及摆架按图示方式固定在安装支架上，用扳手旋动调整螺柱调整传感器与转子测量盘之间的距离，使安装间隙为1±0.5mm，再修正摆架的轴向位置，当前置器输出电压约为-8±0.5VDC时，固定传感器。然后将传感器引线接到就地接线盒相应的端子上。

4.7键相传感器的安装

如图9所示，键相传感器支架已固定在IP/LP联轴器护罩上。传感器的安装如图10所示，传感器直接安装在键相支架上。在安装传感器时，调整传感器与转子之间的安装间隙，当万用表测得的前置器间隙电压为-8±0.5VDC，对应间隙约为1.0±0.5mm时，拧紧传感器的紧定螺母将传感器固定，然后将传感器引线接至就地接线盒相应的端子上。转子上的键相孔在传感器安装完成后现场配作。配作的键相孔必须保证和传感器同心。

4.8阀门振动传感器的安装

阀门振动传感器直接安装在阀杆套上的安装座上，详见图11的安装示意图。安装传感器时，应使传感器与安装面之间接触良好，以确保传感器的测量精度。传感器安装好后，接上延伸电缆，并把另一端接就地接线盒相应的端子上。

4.9转速传感器的安装

监测系统共9件转速传感器安装在前轴承箱中测速齿盘护罩上，安装孔需现场配作。安装传感器时，当测得传感器与测速齿盘齿顶间的距离为1±0.5mm时，拧紧传感器的紧定螺母将传感器固定，然后将传感器引线接至就地接线盒相应的端子上。

5.注意事项

5.1汽轮发电机监测仪表安装应在厂家服务人员指导下及各相关方见证确认下进行施工，包括确定传感器安装位置、测量间隙电压等。

5.2在探头安装时为防止机械损坏，应把探头引线与延伸电缆分开，不能握住传感器引线旋转，应用工具夹住探头上的扳手平台紧固，探头引线随之旋转。

5.3每个传感器对于被测面都要求垂直，最大偏移角度小于1度。对于轴位移和胀差传感器的安装，应使探头的中心与有效被测面的中心对应或偏外一些。

5.4信号输入电缆的敷设应与强电电缆分开，强弱电交汇处应相互垂直。

5.5探头电缆与延伸电缆之间的接插件连接好后，应用热缩套管封装，使之与外部铠装电缆绝缘；此处禁止采用绝缘胶布等易腐材料进行封装，否则会影响传感器的阻抗，致使测量误差。

5.6传感器电缆的固定与走向应无损伤电缆的隐患，电缆引出汽轮机处应无毛刺损坏电缆并确保密封：至接线盒的沿途信号电缆应远离强电磁干扰源和高温区。

5.7要保证所有电缆和接头已确定安装良好，特别是传感器部分，必须在汽机扣盖之前保证所有测点紧固，电缆绑扎结实，防止电缆在油槽内摆动，增加电缆磨损的风险，穿线孔必须封堵完毕，否则在机组启动之后漏油处理有保护误动作的风险，同时此缺陷也不太容易处理。

5.8要确保被测表面的光洁度、同心度、齿轮不能摆动。探头周围不应该有磁场，以防探头被磁化或被测表面的不均匀磁化。

5.9探头安装间隙必须正确，间隙电压显示符合设计要求。

6.结束语

由于汽轮发电机组运行的整个过程中必须保证所有的仪表工作正常，随时获得必要的监测数据输入，动态信号的采集尤为重要，因此本文对动态监测仪表的安装时机、安装方法及注意事项进行了详细论述，希望能为今后类似机组的监测仪表安装和调试提供参考和借鉴。

参考文献：

[1]王绍纯自动检测技术［M］北京：冶金工业出版社，1993

[2]常建生检测与转换技术［M］北京：机械工业出版社，1981

[3]沈自钧热工自动化仪表［M］北京：电力工业出版社，1980