汽輪機(jī)軸系振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)防干擾分析

李庭瑜

神華陜西國(guó)華錦界能源有限責(zé)任公司，陜西榆林 719319

0 引言

汽輪機(jī)軸系振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)組軸系在各種沖擊下的振動(dòng)故障、分析引起振動(dòng)的原因、評(píng)判振動(dòng)對(duì)軸系造成的損傷程度等，該裝置是分析軸系振動(dòng)干擾因素以及確保機(jī)組軸系安全運(yùn)行的重要工具。

1 汽輪機(jī)軸系振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概述

1.1 汽輪機(jī)軸系振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本運(yùn)行原理

系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)連續(xù)在線監(jiān)測(cè)機(jī)組軸系的振動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)顯示汽輪機(jī)大軸的膨脹和位移等。當(dāng)監(jiān)測(cè)部分確定振動(dòng)、位移、脹差等幅值或狀態(tài)參數(shù)超過(guò)設(shè)定的閾值時(shí)，在聲光報(bào)警的同時(shí)，記錄各采集通道扭振發(fā)生前后的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行振動(dòng)響應(yīng)和安全分析。分析過(guò)程包括故障形式判定、軸系溫度狀態(tài)確定、軸系材料特性預(yù)調(diào)、機(jī)械力矩及電磁力矩合成、振動(dòng)模型仿真和應(yīng)力損傷分析等。其中振動(dòng)響應(yīng)的準(zhǔn)確程度是由實(shí)測(cè)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)在線調(diào)整來(lái)加以保證的，軸系兩端實(shí)測(cè)值與計(jì)算值的偏差作為反饋，經(jīng)參數(shù)辯識(shí)可得正確的響應(yīng)模型。

1.2 汽輪機(jī)軸系振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)

汽輪機(jī)軸系振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要具有如下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：

第一，采用多微機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)全部自動(dòng)監(jiān)測(cè)，具有精度高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、免維護(hù)、測(cè)量結(jié)果顯示形象直觀等優(yōu)點(diǎn)；

第二，振動(dòng)直接測(cè)量部分具有高速數(shù)據(jù)采集處理及干擾自動(dòng)識(shí)別消除功能；

第三，振動(dòng)響應(yīng)模型具有良好的參數(shù)預(yù)調(diào)和自適應(yīng)特性；

第四，采用雨流法簡(jiǎn)化載荷歷程、循環(huán)計(jì)數(shù)、局部應(yīng)力應(yīng)變及疲勞損傷分析準(zhǔn)確性高；

第五，原始數(shù)據(jù)永久保留，可供重復(fù)分析，另外數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)提供及時(shí)查詢服務(wù)；

第六，系統(tǒng)自動(dòng)完成各種操作，無(wú)需運(yùn)行人員介入。

2 汽輪機(jī)軸系的干擾因素剖析

汽輪機(jī)軸系的干擾因素可以概括歸納為人為因素、機(jī)器因素兩個(gè)方面的干擾。其中人為因素多表現(xiàn)為人員現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)不足，考慮不夠周全以及電纜敷設(shè)走向不合理、不規(guī)范等；機(jī)器因素主要表現(xiàn)為軸系設(shè)備接地，其中包括現(xiàn)場(chǎng)電纜接地、信號(hào)電纜屏蔽多點(diǎn)接地、TSI軸系設(shè)備內(nèi)部接地 、軸系設(shè)備機(jī)柜處電纜屏蔽接地以及探頭延伸電纜外皮接地等。以下就分別對(duì)汽輪機(jī)軸系的干擾因素的確認(rèn)進(jìn)行說(shuō)明。

1）現(xiàn)場(chǎng)電纜接地。將每個(gè)通道至就地電纜接線甩開(kāi),用搖表測(cè)電纜對(duì)地絕緣，檢查有無(wú)接地現(xiàn)象；2）探頭延伸電纜外皮接地。利用停機(jī)機(jī)會(huì)，檢查延伸電纜外觀情況，做好絕緣包扎，重新固定延伸電纜，改變電纜走向，檢測(cè)電纜外皮有無(wú)接地現(xiàn)象；3）電纜敷設(shè)走向不合理、不規(guī)范。檢查電纜走向，下面或周圍是否有動(dòng)力電纜存在；4）軸系框架設(shè)備、機(jī)柜接地。檢查框架設(shè)備及機(jī)柜接地情況；5）TSI軸系設(shè)備內(nèi)部接地。測(cè)試TSI各接地端接地情況；6）軸系設(shè)備機(jī)柜處電纜屏蔽接地。檢查每個(gè)通道電纜屏蔽焊接情況，接地是否牢固可靠，檢查接地情況；7）軸系設(shè)備附近存在大的干擾源。調(diào)歷史趨勢(shì)，設(shè)備受到干擾時(shí)，是否有相關(guān)設(shè)備正在啟停；8）前置器外殼接地?，F(xiàn)場(chǎng)檢查測(cè)試每個(gè)前置器，檢測(cè)是否存在接地情況；9）設(shè)備電源干擾。采用UPS單獨(dú)供電，檢測(cè)干擾情況是否仍然存在；10）信號(hào)電纜屏蔽多點(diǎn)接地。將電纜屏蔽接地甩開(kāi)，搖電纜屏蔽是否有接地現(xiàn)象。

3 汽輪機(jī)軸系振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的防干擾應(yīng)用分析

3.1 探頭延伸電纜外皮接地干擾的處理

利用汽輪機(jī)軸系振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)延伸電纜接頭部位熱縮管老化、松動(dòng)，部分延伸電纜接頭露出與汽輪機(jī)金屬部位接觸等狀況。將所有延伸電纜舊的熱縮管去掉，清理接頭內(nèi)的積油，清理干凈后，延伸電纜接頭重新用耐油熱縮管縮封，防止熱縮管在高溫和潤(rùn)滑油的浸泡下老化，外部采用絕緣帶纏繞。檢查測(cè)量延伸電纜是否有磨破、劃傷部位，發(fā)現(xiàn)及時(shí)處理。將探頭電纜重新固定，防止電纜振動(dòng)或在潤(rùn)滑油的沖刷下磨破絕緣，再次出現(xiàn)接地。固定電纜時(shí)遠(yuǎn)離高溫部位和轉(zhuǎn)動(dòng)部位，防止燒壞電纜或轉(zhuǎn)動(dòng)部位磨壞電纜。

3.2 軸系設(shè)備附近存在大的干擾源的處理

首先對(duì)TSI系統(tǒng)監(jiān)測(cè)參數(shù)值報(bào)警原因進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)深入分析排查,通過(guò)分析歷史站趨勢(shì)數(shù)據(jù)及做大量的干擾試驗(yàn)，在排除監(jiān)測(cè)參數(shù)實(shí)際越限報(bào)警，確定是TSI系統(tǒng)存在干擾的情況下。利用汽輪機(jī)軸系振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)確定干擾源是否主要來(lái)自安全門保護(hù)上線圈失電時(shí)產(chǎn)生的長(zhǎng)時(shí)間繼電器接點(diǎn)拉弧干擾和當(dāng)操作凝結(jié)水再循環(huán)到除氧器電動(dòng)門時(shí)干擾。通過(guò)檢查凝結(jié)水再循環(huán)到除氧器電動(dòng)門電纜走向發(fā)現(xiàn)其動(dòng)力電纜與TSI電纜相距很近，組織人員重新布置電纜，遠(yuǎn)離TSI電纜。根據(jù)安全門控制回路的實(shí)際情況，對(duì)安全門控制回路進(jìn)行了改造，消除接點(diǎn)拉弧現(xiàn)象。

3.3 軸系設(shè)備、機(jī)柜接地干擾的處理

用多種方法測(cè)量機(jī)柜接地情況，如果發(fā)現(xiàn)機(jī)柜與相鄰的繼電器柜相連，而且測(cè)定的電阻值非常小的話，說(shuō)明軸系設(shè)備與固定機(jī)柜的槽鋼相通。采用環(huán)氧樹(shù)脂板將機(jī)柜與繼電器柜隔開(kāi)，在TSI機(jī)柜底部墊絕緣膠皮將機(jī)柜與槽鋼，隔開(kāi)。在軸系設(shè)備底部墊絕緣膠皮與機(jī)柜隔開(kāi)，然后用搖表對(duì)機(jī)柜與槽鋼、機(jī)柜與繼電器柜、TSI裝置與TSI機(jī)柜的絕緣狀況進(jìn)行測(cè)量，看其是否符合單端接地的要求。

3.4 TSI軸系設(shè)備內(nèi)部接地干擾的處理

利用汽輪機(jī)軸系振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)每個(gè)通道接地端進(jìn)行檢測(cè)，檢查每塊板件的接地端與汽輪機(jī)軸系框架的接地端是否相連通，檢測(cè)各通道的電纜屏蔽是否接地和處于懸浮狀態(tài)以及是否符合電纜屏蔽單端接地的要求。的基礎(chǔ)上，采取有針對(duì)性的舉措來(lái)有效控制這些干擾因素對(duì)汽輪機(jī)軸系振動(dòng)的影響，從而有效確保汽輪機(jī)軸系安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

4 結(jié)論

利用汽輪機(jī)軸系振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)汽輪機(jī)軸系振動(dòng)的相關(guān)干擾因素進(jìn)行有效的分析，在確定汽輪機(jī)軸系振動(dòng)干擾因素

[1]李宏斌.汽輪機(jī)軸系振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)[J].汽輪機(jī)技術(shù)，2007(11).

[2]張君.小波分析技術(shù)在汽輪機(jī)故障診斷中的應(yīng)用[J].動(dòng)力工程，2008(9).

[3]徐世昌.旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)故障的模糊診斷[J].動(dòng)力工程，2006(6).