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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,燃料燃燒產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動汽輪機(jī),帶動發(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)動方面,可驅(qū)動大型工廠的空氣壓縮機(jī)、水泵等設(shè)備,為生產(chǎn)提供動力。在船舶領(lǐng)域,為大型艦船提供推進(jìn)動力。此外,還能通過聯(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,對工業(yè)生產(chǎn)和能源利用意義重大。
汽輪機(jī)運行中的主要診斷、檢測系
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
軸向位移監(jiān)視:利用電渦流傳感器原理,傳感器與被測金屬表面(推力盤)構(gòu)成電容的一個極板,當(dāng)兩者距離變化時,電容量改變,通過檢測電路轉(zhuǎn)化為電壓或電流信號,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,測量兩者因膨脹或收縮速率不同產(chǎn)生的相對位移變化,經(jīng)信號處理得出差脹數(shù)值。
缸脹監(jiān)視:線性差動位移變送器原理,初級線圈通入交流電產(chǎn)生交變磁場,使兩個次級線圈感應(yīng)出電動勢。當(dāng)鐵芯隨汽缸膨脹或收縮移動時,兩個次級線圈感應(yīng)電動勢發(fā)生變化,通過檢測電動勢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)動經(jīng)過傳感器時,會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,轉(zhuǎn)速為零時無信號輸出,觸發(fā)零轉(zhuǎn)速報警。接近開關(guān)則是當(dāng)轉(zhuǎn)子上的感應(yīng)部件靠近時,通過電磁或電容等效應(yīng)產(chǎn)生信號變化,判斷是否處于零轉(zhuǎn)速狀態(tài)。
轉(zhuǎn)速監(jiān)視:常見的有磁阻式轉(zhuǎn)速傳感器和光電式轉(zhuǎn)速傳感器。磁阻式通過測量與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)部件(如齒輪)相互作用產(chǎn)生的磁場變化頻率,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,通過檢測光信號的變化頻率來確定轉(zhuǎn)速。
振動監(jiān)視:相對振動監(jiān)測使用電渦流傳感器測量軸相對于軸承座的振動;絕對振動監(jiān)測一般采用加速度傳感器,基于壓電效應(yīng),將振動產(chǎn)生的
4、加速度轉(zhuǎn)化為電信號,經(jīng)積分等處理得到振動位移值。
偏心度監(jiān)視:采用電渦流傳感器在軸頸處測量,轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時,因偏心導(dǎo)致傳感器與軸表面距離周期性變化,通過分析傳感器輸出信號的變化幅度和頻率,獲取偏心度信息。
相位監(jiān)視:相位計通過比較兩個相關(guān)振動信號的過零時刻或特定相位點的時間差,計算出相位差,以反映振動信號之間的相位關(guān)系,幫助分析振動原因。
閥位指示:一般通過安裝在調(diào)速汽門執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的位移傳感器,如線性差動變壓器(LVDT),將閥門的位移轉(zhuǎn)化為電信號,從而指示閥位。
2.綜合功能
可指示機(jī)組運行狀態(tài)、記錄輸出信號、實現(xiàn)數(shù)值越限報警、出現(xiàn)危險信號時使機(jī)組自動停機(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)
信號接收與處理:接收來自TSI系統(tǒng)或其他系統(tǒng)的報警或停機(jī)信號,并進(jìn)行邏輯處理。ETS?系統(tǒng)接收來自TSI系統(tǒng)或其他系統(tǒng)或停機(jī)監(jiān)測點的開關(guān)量或模擬量信號,這些信號經(jīng)過輸入模塊進(jìn)行信號調(diào)理和轉(zhuǎn)換,變?yōu)榭杀贿壿嬤\算模塊識別的數(shù)字信號。邏輯運算模塊按照預(yù)設(shè)的邏輯關(guān)系(如?“與”“或”“非” 等邏輯)對輸入信號進(jìn)行判斷和處理。
緊急遮斷:當(dāng)多個保護(hù)信號(如超速、軸向位移過大、潤滑油壓低等)中只要有一個滿足跳閘條件時,邏輯運算模塊就判定需要執(zhí)行緊急遮斷動作。一旦判定需要遮斷,輸出模塊會迅速發(fā)出控制信號,控制油動機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作,快速關(guān)閉主汽門、調(diào)速汽門等,切斷汽輪機(jī)的
6、蒸汽供應(yīng),實現(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:通過轉(zhuǎn)速傳感器實時監(jiān)測汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的實際轉(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??刂破鞲鶕?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)計算出控制信號,調(diào)整調(diào)速汽門的開度,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。
自動同期控制:系統(tǒng)實時監(jiān)測汽輪機(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。通過調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速和勵磁電流,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)滿足并網(wǎng)條件時,發(fā)出并網(wǎng)指令,實現(xiàn)自動同期并網(wǎng)。
7、
參與一次調(diào)頻:當(dāng)電網(wǎng)頻率發(fā)生變化時,系統(tǒng)根據(jù)頻率偏差信號,按照預(yù)先設(shè)定的調(diào)頻特性曲線,自動調(diào)整調(diào)速汽門開度,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:主汽壓力傳感器實時測量主蒸汽壓力,并與設(shè)定值比較。當(dāng)主汽壓力偏離設(shè)定值時,控制器通過調(diào)節(jié)調(diào)速汽門開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。
閥門試驗控制:在進(jìn)行閥門試驗時,DEH?系統(tǒng)按照預(yù)設(shè)的試驗程序,單獨控制每個閥門的動作。例如,在進(jìn)行調(diào)速汽門試驗時,依次關(guān)閉或開啟各個調(diào)速汽門,同時監(jiān)測閥門的行程、動作時間以及汽輪機(jī)的相關(guān)運行參數(shù),以檢測閥門的性能和狀態(tài)。
四、汽輪發(fā)電機(jī)在線故障診斷專家系統(tǒng)
多源數(shù)據(jù)診斷:能對發(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)包括在線實時數(shù)據(jù)、在線非實時數(shù)據(jù)和離線試驗、檢修數(shù)據(jù)等近百個監(jiān)測量。
運行模式多樣:具有發(fā)電機(jī)處于開機(jī)狀態(tài)的運行模式、停機(jī)狀態(tài)的運行模式,還提供用于測試或培訓(xùn)的仿真運行模式。
專家建議提供:針對故障的確認(rèn)方法、發(fā)展趨勢、處理方法和預(yù)防措施給出相關(guān)的專家建議,幫助運行人員更好地理解和處理故障。