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TSI系统传感器介绍及常见故障处理与改进措施 翟 真 摘要： TSI探头是火电厂热控安装不可或缺的重要组成部分，是维护机组正常稳定运行的重要传感器。本文主要是介绍本特利3500系列传感器的测量原理。并对北海电厂在调试过程中和日常运行维护所遇到的问题提出了解决措施。 关键字：TSI系统；本特利3500；电涡流传感器；故障分析；日常维护；
1. 引言随着机组容量的增大，汽轮机安全监视与保护，已成为汽轮机的重要组成部分。应用TSI系统，能连续地监测汽轮机的各种重要参数，确保机组的安全稳定运行。当机组重要参数超过危险值时，TSI系统发出保护动作信号，实现紧急停机，从而保证汽轮机组安全、经济运行。本文主要是对国投北部湾发电有限公司2*300WM机组所使用本特利3500系列传感器进行介绍并对安装调试过程中遇到的问题和常见故障进行分析。
2. 北海电厂本特利3500系列传感器基本情况介绍北海电厂工程2×300MW机组系哈尔滨汽轮机厂有限责任公司引进美国西屋公司技术生产的N300-16.7/537/537型亚临界一次中间再热、高中压合缸单轴双缸双排汽凝汽式汽轮发电机组，系统为单元制热力系统，锅炉为北京北京巴布科克·威尔科克斯有限公司的1025T/H “ W “喷燃媒粉炉，发电机为哈尔滨电机厂QFSN-300-2发电机。 北海电厂的TSI系统使用的是本特利3500系列产品。主要是对汽轮机的大机转速、汽机轴振、汽机瓦振、汽机胀差、绝对膨胀、轴向位移、偏心、键相等参数进行连续监视，当机组的重要参数达到保护值时，3500系统会通过继电器32M卡件输出动作保护信号至ETS系统，实现紧急停机，从而却保机组的经济、安全稳定运行。
3. 3500常见故障与故障分析 我厂所使用的本特利3500系列产品主要是由两大部分够成。一部分为3500上位机系统，主要是用于监测器的参数设定与输出模块的逻辑组态；另一部分为3500测量元件系统，其包括测量探头、前置器、延长电缆、监测器卡件和输出模块等硬件系统。 3500上位机软件系统主要是用于报警、保护定值的参数设定和输出通道的逻辑组态，上位机软件系统运行较为稳定且工作环境较好，暂时未出现故障问题。而3500测量元件系统由于多用现场测量且工作环境较为恶劣经常出现故障，其中电涡流探头、前置器和延长电缆故障最为常见，甚至有时会威胁到机组的安全稳定运行。 3.1. 3500系统常见故障分析 电涡流探头、前置器和延长电缆用于采集并传输汽轮机的运行信号，在采集和传输的过程中经常由于元器件的损坏或元器件的接头处不牢固等原因造成测量信号的波动或跳变。 案例一：2011年2月#2机C修期间，机务专业对#5 轴瓦检查结束后进行的涡流传感器回装调试工作中，发现安装好的#5瓦Y项轴振探头经常出现测量参数的波动。而后对测量元器件进行检查发现是由于延长电缆外层绝缘层破皮导致绝缘不合格使得数据传输过程中有干扰存在。延长电缆的外层是由一种较为简单的塑料绝缘层包裹，容易受外力影响发生破损，使得延长电缆内层传输介质易受影响而发生波动现象（如图5、图6所示）。在及时更换延长电缆后波动现象消失。
如图5 同轴传输电缆的基本结构 如图 6 延长电缆破皮处 案例二：2011年8月22日14时，#2机组正常运行，突然出现#5瓦Y侧轴振报警，而后机务对#5轴瓦进行了检查，大轴振动正常，通过TDM工程师站查询历史趋势发现测量数据有不正常跳变。数据跳变最高值时已经达到了0.190mm左右（注：轴振大0.254mm汽轮机跳闸），已经严重威胁到机组的正常安全稳定运行。随即在ETS系统中退出了“轴振大”跳汽轮机的保护对现场测量元件进行检查。检查后发现是由于电涡流探头与延长电缆的金属连接处由于受踩踏或是其他外界原因使得金属连接环出现形变导致接头与接头处不牢固使得数据传输不稳定导致测量值跳变（如图7所示）。然后对延长电缆进行了更换，测量数据恢复正常。 如图 7 延长电缆与探头的金属连接处 3.2. 改善的措施 通过对最近出现的这两次事故中分析发现， 3500的现场测量元件系统由于工作在现场，工作环境恶劣有时因为外界因素的原因出现故障。为了尽量减少这样类似的故障发生除了加强必要的日常巡检力度和危险警示语外，也要利用停机检修期间对所有的现场测量元件进行检查，确保元件的完好与数据传输的正常。在做好以上工作的同时进一步分析发现故障多出现在汽机大轴振动的测量，这主要是由于大轴振动探头及其延长电缆是暴露在汽机外面，只能通过一层较为简单的蛇皮套管进行保护，不能像转速、胀差等测量元件那样通过汽机内部穿线到达前置器端，因此受到的外界因素影响较大。针对此类问题考虑将对其进行改造。 从轴系振动机理上分析,高速旋转的轴系振动式一个整体的稳定状态,不大可能出现某一点突然变化而其他点没有变化的情况,通常是当某点振动异常时,整个轴系的动平衡被打破,整个轴系振动幅度都会多少发生变化，但这种变化是无规律的，不确定的，且没有实际数据作为基础，所以不能单纯的用“任意一轴承振动高高值(0.254mm)与上相邻任意轴承一方向的振动高值（0.125mm）发出振动跳闸信号”。因此改造方向主要是对现有的振动探头进行升级换型。 将现有的常规轴承振动探头和延长电缆（未带任何保护装置）更换为耐高温、钢铠的电涡流探头和钢铠延长电缆（探头型号：330194－00－05－10－00，延长电缆型号：330130－080－03－00，如图8所示）。并在探头和延长电缆的外部订做特殊不锈钢套管和接头保护器，加强对测量回路的保护力度（现场实际安装情况，如图9所示）。 如图 8 升级后的探头和延长电缆 如图 9 探头升级改造后的对比照片（上图为改造前，下图为改造后） 同时对本特利3500系统42M监视卡件的组态功能对“Option”设置进行更改。由于每个轴振通道的“Opinion”设置都含有“Danger Latching”（动作锁定）这个选项。当勾选此项后，如果对运行机组进行轴振探头检修时造成保护动作，此时卡件将自动保持输出状态（测量值恢复正常后也只能人工进行就地复位才可恢复），很容易造成检修结束后投运ETS大轴振动保护时造成保护误动发生跳机事故（如图10所示），因此要取消该选型避免不必要的情况发生。通过以上这些方式来增强汽机轴振单点测量及保护的可靠性。从而可以降低由于导线破损或是中间接头松动等外界因素引起的测量值波动、保护误动的情况发生。确保机组安全稳定运行。 如图 10 “Option”选项设置 4. 总结本文主要是对3500系列产品的测量元件和实际工作中所遇到的问题进行简单的介绍，汽轮机安全监视系统在机组运行过程中起非常重要的作用，它的稳定运行是机组安全稳定运行的基础。随着科学技术的发展和机组运行水平的提高，对电厂机组的运行安全性、经济性的要求也越来越高。因此保证TSI系统的稳定运行，尤其是现场的测量元件工作正常也显得更为重要。 来源：热控青春岁月 |
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