汽轮机组的TSI、ETS、DEH等系统及其功能.docx

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1、汽轮机是一种将蒸汽热能转化为机械能的旋转式动力机械。其工作原理基于能量转换，高温高压蒸汽经喷嘴降压增速，形成高速汽流冲击汽轮机叶片，使转子旋转，完成热能到机械能的转换。 汽轮机功能作用显著。在发电领域，无论是火力、核能还是其他余热发电，均是核心设备。火力发电时，燃料燃烧产生蒸汽驱动汽轮机，带动发电机发电；核电站中，核反应堆产生蒸汽使汽轮机做功。在工业驱动方面，可驱动大型工厂的空气压缩机、水泵等设备，为生产提供动力。在船舶领域，为大型舰船提供推进动力。此外，还能通过联合循环等方式提高能源利用率，合理利用蒸汽，避免能源浪费，对工业生产和能源利用意义重大。汽轮机运行中的主要诊断、检测系统及其功能如下

2、：一、汽轮机安全监视系统（TSI）1.参数监测轴向位移监视：利用电涡流传感器原理，传感器与被测金属表面（推力盘）构成电容的一个极板，当两者距离变化时，电容量改变，通过检测电路转化为电压或电流信号，反映轴向位移量。差胀监视：同样基于电涡流传感器技术，分别在转子和汽缸特定位置安装传感器，测量两者因膨胀或收缩速率不同产生的相对位移变化，经信号处理得出差胀数值。缸胀监视：线性差动位移变送器原理，初级线圈通入交流电产生交变磁场，使两个次级线圈感应出电动势。当铁芯随汽缸膨胀或收缩移动时，两个次级线圈感应电动势发生变化，通过检测电动势差值得到缸胀位移量。零转速监视：通常采用磁电式传感器或接近开关。磁电式传感

3、器利用电磁感应原理，当有铁磁材料的齿轮或凸块随转子转动经过传感器时，会产生感应电动势，转速为零时无信号输出，触发零转速报警。接近开关则是当转子上的感应部件靠近时，通过电磁或电容等效应产生信号变化，判断是否处于零转速状态。转速监视：常见的有磁阻式转速传感器和光电式转速传感器。磁阻式通过测量与转子旋转部件（如齿轮）相互作用产生的磁场变化频率，经转换得出转速；光电式则是利用转子上的遮光板或反光片，通过检测光信号的变化频率来确定转速。振动监视：相对振动监测使用电涡流传感器测量轴相对于轴承座的振动；绝对振动监测一般采用加速度传感器，基于压电效应，将振动产生的加速度转化为电信号，经积分等处理得到振动位移值

4、。偏心度监视：采用电涡流传感器在轴颈处测量，转子旋转时，因偏心导致传感器与轴表面距离周期性变化，通过分析传感器输出信号的变化幅度和频率，获取偏心度信息。相位监视：相位计通过比较两个相关振动信号的过零时刻或特定相位点的时间差，计算出相位差，以反映振动信号之间的相位关系，帮助分析振动原因。阀位指示：一般通过安装在调速汽门执行机构上的位移传感器，如线性差动变压器（LVDT），将阀门的位移转化为电信号，从而指示阀位。2.综合功能可指示机组运行状态、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，还能为故障诊断提供数据。二、汽轮机危急遮断系统（ETS）信号接收与处理：接收来自TSI系统或其

5、他系统的报警或停机信号，并进行逻辑处理。ETS系统接收来自TSI系统或其他系统或停机监测点的开关量或模拟量信号，这些信号经过输入模块进行信号调理和转换，变为可被逻辑运算模块识别的数字信号。逻辑运算模块按照预设的逻辑关系（如“与”“或”“非” 等逻辑）对输入信号进行判断和处理。紧急遮断：当多个保护信号（如超速、轴向位移过大、润滑油压低等）中只要有一个满足跳闸条件时，逻辑运算模块就判定需要执行紧急遮断动作。一旦判定需要遮断，输出模块会迅速发出控制信号，控制油动机等执行机构动作，快速关闭主汽门、调速汽门等，切断汽轮机的蒸汽供应，实现紧急停机，防止事故扩大，减轻事故造成的损失。三、数字电调系统（DEH

6、）转速与负荷控制：通过转速传感器实时监测汽轮机转子的实际转速，并与设定的目标转速进行比较，得出转速偏差。控制器根据该偏差，按照特定的控制算法（如比例-积分-微分控制算法，即PID算法）计算出控制信号，调整调速汽门的开度，改变进入汽轮机的蒸汽流量，从而控制汽轮机的转速和负荷。自动同期控制：系统实时监测汽轮机的频率、电压和相位等参数，并与电网侧的相应参数进行比较。通过调节汽轮机的转速和励磁电流，使汽轮机的频率、电压和相位逐渐与电网匹配。当两者参数满足并网条件时，发出并网指令，实现自动同期并网。参与一次调频：当电网频率发生变化时，系统根据频率偏差信号，按照预先设定的调频特性曲线，自动调整调速汽门开度

7、，改变汽轮机的进汽量，从而调整汽轮机的出力，使电网频率恢复到正常范围。主汽压力调整：主汽压力传感器实时测量主蒸汽压力，并与设定值比较。当主汽压力偏离设定值时，控制器通过调节调速汽门开度或锅炉的燃烧率等方式，改变蒸汽流量或蒸汽产生量，以维持主汽压力稳定。阀门试验控制：在进行阀门试验时，DEH系统按照预设的试验程序，单独控制每个阀门的动作。例如，在进行调速汽门试验时，依次关闭或开启各个调速汽门，同时监测阀门的行程、动作时间以及汽轮机的相关运行参数，以检测阀门的性能和状态。四、汽轮发电机在线故障诊断专家系统多源数据诊断：能对发电机本体及氢、油、水系统的上百种故障进行综合诊断，诊断依据包括在线实时数据、在线非实时数据和离线试验、检修数据等近百个监测量。运行模式多样：具有发电机处于开机状态的运行模式、停机状态的运行模式，还提供用于测试或培训的仿真运行模式。专家建议提供：针对故障的确认方法、发展趋势、处理方法和预防措施给出相关的专家建议，帮助运行人员更好地理解和处理故障。