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1、汽輪機(jī)是一種將蒸汽熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)力機(jī)械。其工作原理基于能量轉(zhuǎn)換,高溫高壓蒸汽經(jīng)噴嘴降壓增速,形成高速汽流沖擊汽輪機(jī)葉片,使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),完成熱能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。
? ? 汽輪機(jī)功能作用顯著。在發(fā)電領(lǐng)域,無(wú)論是火力、核能還是其他余熱發(fā)電,均是核心設(shè)備。火力發(fā)電時(shí),燃料燃燒產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī),帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電;核電站中,核反應(yīng)堆產(chǎn)生蒸汽使汽輪機(jī)做功。在工業(yè)驅(qū)動(dòng)方面,可驅(qū)動(dòng)大型工廠的空氣壓縮機(jī)、水泵等設(shè)備,為生產(chǎn)提供動(dòng)力。在船舶領(lǐng)域,為大型艦船提供推進(jìn)動(dòng)力。此外,還能通過(guò)聯(lián)合循環(huán)等方式提高能源利用率,合理利用蒸汽,避免能源浪費(fèi),對(duì)工業(yè)生產(chǎn)和能源利用意義重大。
汽輪機(jī)運(yùn)行中的主要診斷、檢測(cè)系
2、統(tǒng)及其功能如下:
一、汽輪機(jī)安全監(jiān)視系統(tǒng)(TSI)
1.參數(shù)監(jiān)測(cè)
軸向位移監(jiān)視:利用電渦流傳感器原理,傳感器與被測(cè)金屬表面(推力盤(pán))構(gòu)成電容的一個(gè)極板,當(dāng)兩者距離變化時(shí),電容量改變,通過(guò)檢測(cè)電路轉(zhuǎn)化為電壓或電流信號(hào),反映軸向位移量。
差脹監(jiān)視:同樣基于電渦流傳感器技術(shù),分別在轉(zhuǎn)子和汽缸特定位置安裝傳感器,測(cè)量?jī)烧咭蚺蛎浕蚴湛s速率不同產(chǎn)生的相對(duì)位移變化,經(jīng)信號(hào)處理得出差脹數(shù)值。
缸脹監(jiān)視:線性差動(dòng)位移變送器原理,初級(jí)線圈通入交流電產(chǎn)生交變磁場(chǎng),使兩個(gè)次級(jí)線圈感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)鐵芯隨汽缸膨脹或收縮移動(dòng)時(shí),兩個(gè)次級(jí)線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)發(fā)生變化,通過(guò)檢測(cè)電動(dòng)勢(shì)差值得到缸脹位移量。
零轉(zhuǎn)速監(jiān)視:通常
3、采用磁電式傳感器或接近開(kāi)關(guān)。磁電式傳感器利用電磁感應(yīng)原理,當(dāng)有鐵磁材料的齒輪或凸塊隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過(guò)傳感器時(shí),會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),轉(zhuǎn)速為零時(shí)無(wú)信號(hào)輸出,觸發(fā)零轉(zhuǎn)速報(bào)警。接近開(kāi)關(guān)則是當(dāng)轉(zhuǎn)子上的感應(yīng)部件靠近時(shí),通過(guò)電磁或電容等效應(yīng)產(chǎn)生信號(hào)變化,判斷是否處于零轉(zhuǎn)速狀態(tài)。
轉(zhuǎn)速監(jiān)視:常見(jiàn)的有磁阻式轉(zhuǎn)速傳感器和光電式轉(zhuǎn)速傳感器。磁阻式通過(guò)測(cè)量與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)部件(如齒輪)相互作用產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化頻率,經(jīng)轉(zhuǎn)換得出轉(zhuǎn)速;光電式則是利用轉(zhuǎn)子上的遮光板或反光片,通過(guò)檢測(cè)光信號(hào)的變化頻率來(lái)確定轉(zhuǎn)速。
振動(dòng)監(jiān)視:相對(duì)振動(dòng)監(jiān)測(cè)使用電渦流傳感器測(cè)量軸相對(duì)于軸承座的振動(dòng);絕對(duì)振動(dòng)監(jiān)測(cè)一般采用加速度傳感器,基于壓電效應(yīng),將振動(dòng)產(chǎn)生的
4、加速度轉(zhuǎn)化為電信號(hào),經(jīng)積分等處理得到振動(dòng)位移值。
偏心度監(jiān)視:采用電渦流傳感器在軸頸處測(cè)量,轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),因偏心導(dǎo)致傳感器與軸表面距離周期性變化,通過(guò)分析傳感器輸出信號(hào)的變化幅度和頻率,獲取偏心度信息。
相位監(jiān)視:相位計(jì)通過(guò)比較兩個(gè)相關(guān)振動(dòng)信號(hào)的過(guò)零時(shí)刻或特定相位點(diǎn)的時(shí)間差,計(jì)算出相位差,以反映振動(dòng)信號(hào)之間的相位關(guān)系,幫助分析振動(dòng)原因。
閥位指示:一般通過(guò)安裝在調(diào)速汽門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的位移傳感器,如線性差動(dòng)變壓器(LVDT),將閥門(mén)的位移轉(zhuǎn)化為電信號(hào),從而指示閥位。
2.綜合功能
可指示機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)、記錄輸出信號(hào)、實(shí)現(xiàn)數(shù)值越限報(bào)警、出現(xiàn)危險(xiǎn)信號(hào)時(shí)使機(jī)組自動(dòng)停機(jī),還能為故障診斷提供數(shù)據(jù)。
5、二、汽輪機(jī)危急遮斷系統(tǒng)(ETS)
信號(hào)接收與處理:接收來(lái)自TSI系統(tǒng)或其他系統(tǒng)的報(bào)警或停機(jī)信號(hào),并進(jìn)行邏輯處理。ETS?系統(tǒng)接收來(lái)自TSI系統(tǒng)或其他系統(tǒng)或停機(jī)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的開(kāi)關(guān)量或模擬量信號(hào),這些信號(hào)經(jīng)過(guò)輸入模塊進(jìn)行信號(hào)調(diào)理和轉(zhuǎn)換,變?yōu)榭杀贿壿嬤\(yùn)算模塊識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。邏輯運(yùn)算模塊按照預(yù)設(shè)的邏輯關(guān)系(如?“與”“或”“非” 等邏輯)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行判斷和處理。
緊急遮斷:當(dāng)多個(gè)保護(hù)信號(hào)(如超速、軸向位移過(guò)大、潤(rùn)滑油壓低等)中只要有一個(gè)滿(mǎn)足跳閘條件時(shí),邏輯運(yùn)算模塊就判定需要執(zhí)行緊急遮斷動(dòng)作。一旦判定需要遮斷,輸出模塊會(huì)迅速發(fā)出控制信號(hào),控制油動(dòng)機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作,快速關(guān)閉主汽門(mén)、調(diào)速汽門(mén)等,切斷汽輪機(jī)的
6、蒸汽供應(yīng),實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī),防止事故擴(kuò)大,減輕事故造成的損失。
三、數(shù)字電調(diào)系統(tǒng)(DEH)
轉(zhuǎn)速與負(fù)荷控制:通過(guò)轉(zhuǎn)速傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)速,并與設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較,得出轉(zhuǎn)速偏差。控制器根據(jù)該偏差,按照特定的控制算法(如比例?-?積分?-?微分控制算法,即?PID?算法)計(jì)算出控制信號(hào),調(diào)整調(diào)速汽門(mén)的開(kāi)度,改變進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量,從而控制汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷。
自動(dòng)同期控制:系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)汽輪機(jī)的頻率、電壓和相位等參數(shù),并與電網(wǎng)側(cè)的相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行比較。通過(guò)調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速和勵(lì)磁電流,使汽輪機(jī)的頻率、電壓和相位逐漸與電網(wǎng)匹配。當(dāng)兩者參數(shù)滿(mǎn)足并網(wǎng)條件時(shí),發(fā)出并網(wǎng)指令,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)同期并網(wǎng)。
7、
參與一次調(diào)頻:當(dāng)電網(wǎng)頻率發(fā)生變化時(shí),系統(tǒng)根據(jù)頻率偏差信號(hào),按照預(yù)先設(shè)定的調(diào)頻特性曲線,自動(dòng)調(diào)整調(diào)速汽門(mén)開(kāi)度,改變汽輪機(jī)的進(jìn)汽量,從而調(diào)整汽輪機(jī)的出力,使電網(wǎng)頻率恢復(fù)到正常范圍。
主汽壓力調(diào)整:主汽壓力傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量主蒸汽壓力,并與設(shè)定值比較。當(dāng)主汽壓力偏離設(shè)定值時(shí),控制器通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)速汽門(mén)開(kāi)度或鍋爐的燃燒率等方式,改變蒸汽流量或蒸汽產(chǎn)生量,以維持主汽壓力穩(wěn)定。
閥門(mén)試驗(yàn)控制:在進(jìn)行閥門(mén)試驗(yàn)時(shí),DEH?系統(tǒng)按照預(yù)設(shè)的試驗(yàn)程序,單獨(dú)控制每個(gè)閥門(mén)的動(dòng)作。例如,在進(jìn)行調(diào)速汽門(mén)試驗(yàn)時(shí),依次關(guān)閉或開(kāi)啟各個(gè)調(diào)速汽門(mén),同時(shí)監(jiān)測(cè)閥門(mén)的行程、動(dòng)作時(shí)間以及汽輪機(jī)的相關(guān)運(yùn)行參數(shù),以檢測(cè)閥門(mén)的性能和狀態(tài)。
四、汽輪發(fā)電機(jī)在線故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)
多源數(shù)據(jù)診斷:能對(duì)發(fā)電機(jī)本體及氫、油、水系統(tǒng)的上百種故障進(jìn)行綜合診斷,診斷依據(jù)包括在線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、在線非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和離線試驗(yàn)、檢修數(shù)據(jù)等近百個(gè)監(jiān)測(cè)量。
運(yùn)行模式多樣:具有發(fā)電機(jī)處于開(kāi)機(jī)狀態(tài)的運(yùn)行模式、停機(jī)狀態(tài)的運(yùn)行模式,還提供用于測(cè)試或培訓(xùn)的仿真運(yùn)行模式。
專(zhuān)家建議提供:針對(duì)故障的確認(rèn)方法、發(fā)展趨勢(shì)、處理方法和預(yù)防措施給出相關(guān)的專(zhuān)家建議,幫助運(yùn)行人員更好地理解和處理故障。