刘亚峰，杜舰川，王继强

(华能太原东山燃机热电有限责任公司，太原 030043)

汽轮机TSI轴向位移信号异常原因分析及处理

刘亚峰，杜舰川，王继强

(华能太原东山燃机热电有限责任公司，太原 030043)

针对汽轮机安全监视系统(TSI)在安装完成后出现的轴向位移测点偏差大和周期性波动等问题，通过分析信号异常产生的原因，提出相对应的改造处理办法，有效保证了机组重要测点测量结果的准确性，提高了热工保护的可靠性。

燃气-蒸汽联合循环机组；TSI 轴向位移；信号异常

0 引言

某电厂二拖一燃气-蒸汽联合循环汽轮机组采用东方汽轮机厂D260B型带SSS离合器直接空冷供热蒸汽轮机，燃气轮发电机组与蒸汽轮发电机组为不同轴结构。该机组可分为一拖一、二拖一2种运行方式，同时蒸汽轮机高中压缸与低压缸采用SSS离合器连接，可实现蒸汽轮机纯凝、抽凝、背压3种模式切换运行。汽轮机高压缸轴向位移由固定在半圆形支架的3个轴向位移探头进行测点，采用3取2保护方式运行。

机组在完成前轴承箱测点安装后的多半年时间内，出现3个高压缸轴向位移测量偏差0.200 mm，且其中1个轴向位移出现周期性信号波动问题，影响了机组重要参数的监视，极大地影响了热工测点测量结果的准确性和可靠性。

1 信号异常原因分析

某电厂发电机安装于高中压缸侧，机组可实现背压工况运行，机组高压缸轴向位移测点安装于机组#3轴承箱半圆形支架上。机组高压缸轴向位移测点安装示意如图1所示。

图1 高压缸轴向位移测点安装示意

1.1 测量偏差大

某电厂高压缸3个轴向位移测点均匀并排布置于半圆环形支架上，支架轴承箱采用4螺栓刚性连接，可能引起3个测点偏差超过0.200 mm因素为：探头实际安装间隙有偏差；缸体出现变形导致偏差；弧形拱由于螺栓紧固时出现变形；箱盖与轴向位移支架出现干涉。基于以上分析，在机组检修时对轴承箱进行掀盖检查，掀盖前后测量间隙电压见表1。

表1 高压缸轴向位移掀盖前后测量间隙电压 V

掀开轴承箱盖之前，3个轴向位移示数偏差均超过0.200 mm，掀开轴承箱盖后，3个轴向位移偏差约为0.020 mm，由此可以断定，3个轴向位移偏差大的原因与轴承箱扣盖有直接关系。轴承箱扣盖影响轴向位移的问题，主要考虑轴承箱盖与箱体不完全匹配而引起箱体变形或箱盖与轴向位移支架干涉2个可能的原因。现场观察后，发现箱体壁厚最薄处约60 mm，且箱盖上的安装孔均为较大的通孔，应该不存在没对准螺纹孔的情况，因此基本排除箱体变形的假设。

在检查轴向位移支架时，轴向位移支架的弧形拱上未发现与箱盖干涉的痕迹，但发现轴向位移支架与箱体固定的2个脚中，有1个已露出金属本色，有切削痕迹。同时在另一侧的箱盖上发现了补充加工的痕迹，且在此凹凸不平的切面上发现与支架摩擦的痕迹，推测为总装时，支架与轴承箱盖干涉，所以采取了一侧切支架，另一侧切箱盖的修配措施。但修配未完全到位，致使箱盖扣盖紧固后，仍对支架有稍许挤压，致使轴向位移支架变形，引起轴向位移数值变化。

1.2 轴向位移2周期性扰动

2015年12月7日20：30，某电厂机组二拖一抽凝工况运行，汽轮机负荷176 MW，高压缸轴向位移1，2，3分别为-0.251 mm，0 mm，-0.160 mm；20：31，高压缸轴向位移2发生跳变，最大跳变值为-0.013 mm，机组高压缸轴向位移跳变曲线如图2所示。

图2 高压缸轴向位移2跳变曲线(截图)

由于机组正在运行，通过对高压缸轴向位移2前置器、间隙电压、延长电缆、安全监视系统(TSI)机柜屏蔽电缆、TSI机柜高压缸轴向位移卡件、分散控制系统(DCS)机柜AI卡分别进行检查、测量、排除，结合线缆敷设桥架为3层隔离，虽电缆桥架中无6 kV动力电缆，但有信号线与220 V AC电源线缆合并敷设的情况，可以断定，高压缸轴向位移2周期性波动是由于220 V AC电源线路高频干扰引起,需要对信号电缆进行处理。

2 轴向位移缺陷处理及处理

2.1 轴承箱盖与支架干涉处理

针对发现的轴向位移支架与轴承箱体干涉的问题，对轴向位移支架和箱体分别进行再加工。通过实际测量，发现轴向位移支架与轴承箱盖有1 mm的碰撞面，在保证螺纹孔正常把持力的条件下，将支架固定底板切掉1 mm。对轴承箱盖凹凸不平切面进行重新加工，保证加工凹槽高度大于支架厚度。重新安装轴向位移探头，并注意在组态中将轴向位移探头设定为靠近为正向，进行推轴，确定推力间隙是否与机组安装时基本一致；然后将高压转子推到零位。若推力间隙与安装初值相差较大，则此时记录3个轴向位移探头的电压。在轴承箱扣盖后，记录间隙电压变化情况，验证是否干涉依然存在。通过对轴承支架、轴承箱盖的处理，扣盖完成后，干涉现象已消除，3个轴向位移探头测量基本一致，缺陷消除。

2.2 轴向位移信号干扰处理

通过对高压缸轴向位移2前置器、间隙电压、延长电缆、TSI机柜屏蔽电缆、TSI机柜高压缸轴向位移卡件、DCS机柜AI卡进行检查、测量、排除，发现可能是由于TSI机柜高压缸轴向位移卡件与DCS机柜AI卡传输电缆存在高频干扰导致。因此，在机组进行检修时，对TSI机柜高压缸轴向位移卡件向DCS机柜AI卡传输电缆进行检查，发现在电缆桥架中存在220 V AC电源线路1根，由此断定高压缸轴向位移2的抖动问题很大程度上是由于此220 V AC电源线路干扰引起的。

在机组检修时对高压缸轴向位移2敷设电缆进行处理，在桥架中增加单独穿线管，同时对电缆屏蔽线在机柜侧进行重新接地，在完成上述处理后，高压缸轴向位移2信号跳变现象得到消除[1-4]。

3 缺陷处理经验总结

汽轮机TSI是一种可靠地、连续不间断地监测汽轮机转子和汽缸的机械工作参数的监控系统，是保证汽轮机安全平稳运行的重要技术手段，而汽轮机轴向位移又是汽轮机TSI最重要的监视参数之一，轴向位移监测系统的工作状况，直接影响到汽轮机的安全稳定运行，关系到热工保护可靠性。某电厂自汽轮机投运以来先后出现了高压缸轴向位移的2个比较复杂的缺陷，主要原因在于首次安装时跟踪监督不到位，导致在机组运行过程中处理问题较为被动，针对某电厂在整个高压缸轴向位移问题处

理过程中出现的问题，现将整个缺陷处理过程的经验和建议总结如下。

(1)在汽轮机本体测点安装过程中，往往只注意安装过程，对轴承箱扣盖过程监护不够。在整个安装过程中，尤其在汽机扣盖前后，应对测点状态和数值变化进行详细记录，对比查询。

(2)热工人员还应对测点周围环境的机械结构给予重点关注，像支架、螺栓、缸体，尤其是后加工件，更应进行试装和仔细检查验收。

(3)重要热工保护测点在线缆桥架敷设时，一定要走单层桥架，或单独穿线管，避免出现异常干扰，导致机组非停[5-6]。

(4)重要保护监视信号最好分散在不同控制器下，目前重要信号基本都是分布在同一个控制器下的不同卡件下，但为防止由于控制器故障或单个机柜电源干扰，最好将重要保护监视信号分布在不同控制器下。

(5)机柜TSI重要信号线接地时，应该设置停工待检点(H点)进行检查，有专人进行跟踪和检查。

4 结束语

文章分析了某电厂汽轮机TSI在实际应用中出现的问题，提出了详细的解决方案，并通过处理后实际应用证明，问题分析准确，处理良好，有效解决了汽轮机高压缸轴向位移数据偏差大和轴向位移信号跳变的缺陷。同时，为有效避免类似情况再次发生，尤其是对新建电厂，列举了调试安装期应该重点监督检查的方面，通过增设H点、检查机械结构、重要电缆套管敷设等方法，从源头上保证机组重要测点一次性安装成功，增加热工测点和系统的可靠性和稳定性，减少和避免机组非停。

[1]沈达.汽轮机轴向位移异常的原因分析与消除[J].热力发电,32(11):70-71,73.

[2]舒乃秋.检测技术[M].北京:中国电力出版社,2006.

[3]谢澄,周轶喆.阿尔斯通公司600 MW机组汽轮机轴向位移异常分析及处理[J].热力发电,2007,36(12):59-61.

[4]安骏.600 MW汽轮机轴向位移异常分析[J].华东电力,2006,34(6):75-78.

[5]朱焱松,曹中柱,张义.抽凝式汽轮机轴向位移大原因分析及改进措施[J].设备管理与维修,2012(1):108-109.

[6]李海波,吕学东.#2汽轮机轴向位移波动分析[J].黑龙江科技信息,2008(8):57.

(本文责编：刘炳锋)

2016-07-26；

2017-07-17

TK 268

B

1674-1951(2017)08-0055-03

刘亚峰(1988—)，男，山西临汾人，工程师，工学硕士，从事电厂热控检修管理方面的工作(E-mail:watch186@163.com。

杜舰川(1983—)，男，河北道县人，工程师，工学硕士，从事电厂检修管理方面工作(E-mail:317463195@qq.com)。

王继强(1982—)，男，山东冠县人，工程师，从事电厂热控检修管理方面的工作(E-mail:wangjiqiang@126.com)。