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摘要：随着电力行业的飞速发展，电厂发电机组对TSI系统的依赖性也越来越高。火电机组TSI探头的安装是复杂精细的工作，是火电厂热控安装不可或缺的重要组成部分。本文主要介绍了TSI探头的安装技术及安装时应注意各种事项，并对调试过程中遇到的问题展开分析。
关键词：火电厂；TSI探头；安装调试
TSI是汽轮机的安全监视系统，应用TSI系统，可以连续地监测汽轮机的各种重要参数，如可对转速、超速保护、偏心、轴振、盖振、轴位移、胀差、热膨胀等参数进行监测。当参数越限时，发出热工报警信号；当参数超过极限值危及机组安全时，保护装置动作，发出紧急停机信号，关闭主汽门，实现紧急停机，从而保证汽轮机组安全、经济运行。所以TSI探头安装调试工序十分重要，它直接影响着机组的安全运行。
一、TSI探头的安装技术
汽轮机TSI探头种类繁多，安装工艺也较为复杂，以下就常规电厂汽轮机TSI安装技术展开探讨（图1为TSI安装示意图）。
（1）轴向位移探头的安装
在进行轴向位移探头安装前，必须确保探头完好、无机械、电气损伤等，须进行探头的轴向位移测试。方法是将两个轴位移传感器装下位移试验台上，再把各传感器接线至相应的输入端子上，用百分表验证其位移值，用万用表测试相应位移值的（4～20）mA和（0一10）V模拟量输出及报警、停机继电器输出等，确保探头完好且线性特性良好，轴向位移测的是推力轴承相对汽缸的轴向位移，在机组运行过程中，使动静部件之间保持一定的轴向间隙，避免汽轮机内部转动部件和静止部件之间发生摩擦和碰撞。两只轴向位移传感器探头装于大轴的同一侧，探头朝向低压缸方向，探头为Φ14mm探头，灵敏度为3.937V/mm，前置器供电电压为一24V。大轴相对于汽缸的设计零点为止推轴承靠在工作瓦面为大轴零位，并将转子膨胀方向作为轴向位移正方向。在安装此探头前，先把人轴推到零位，然后按要求安装，把2只轴向位移探头，牢固装于轴位移支架上。用两个探头同时探测一个对象，要求两个探头的安装位置离轴上止推法兰的距离应<305mm，如果过大，由于热膨胀的影响，所测到的间隙，不能反映轴上法兰与止推轴承之间的间隙。两个涡流探头测量转子的轴向变化，输出探头与被测法兰的间隙成正比的直流电压值，板件接受此电压值后，经过计算处理，显示出位移值。为了避免误报警，停机逻辑输出为“与”逻辑。轴向位移的量程范围为-2mm～+2mm，安装电压为（-9.75±0.2）V。
（2）绝对膨胀探头的安裝
汽轮机在开机过程中由于受热使其汽缸膨胀，如果膨胀不均匀就会使汽缸变斜或翘起，这种变形会使汽缸与基础之间产生巨大的应力，由此带来不对中现象，而这种现象通常是因为滑销系统“卡涩”所引起的。知道了汽缸膨胀和胀差，就可以确定转子和汽缸的膨胀率。把LVDT传感器的铁芯与汽缸连接，当膨胀时，铁芯运动，产生成比例的电信号，输入测量板件进行线性处理，显示输出（4～20）mA信号。安装时，在机组冷态下应把2只热膨胀传感器牢固装于热膨胀支架上，零点应为传感器上指针指示示零位置。
（3）高低压差涨探头传感器的安装
涨差是转子和汽缸之间的相对热增长，当热增长的差值超过允许间隙时，便可能产生摩擦。在开机和停机过程巾，由于转子与汽缸质量、热膨胀系数、热耗散系数的不同，转子的受热膨胀和汽缸的膨胀就不相同。一般规定，转子膨胀大于汽缸膨胀为正方向，反之为负方向。此处介绍的高低压差涨探头为Φ25mm涡流探头，灵敏度为0.8 V/mm，因为高低压差涨都是朝着发电机方向安装，要使高低压缸差涨测量范围均在线形范围之内，按照探头线性中点及量程范围-2mm～10mm定位。探头零位的安装电压可按下式计算：高压差涨探头零位安装电压/探头线性中点电压（-6.95 V）一探头灵敏度（0.8V/ mm）×4；低压差涨探头零位安装电压：探头线性中点电压（-6.95V）+探头灵敏度（0.8V/mm）×4，所以，高压差涨探头零位安装电压为-11.10V；低压差涨探头零位安装电压为-3.8V。将转子膨胀方向作为涨差正片向。
（4）转速及零转速探头的安装
一般用磁感应传感器测量机组转速，就是通过测量探头与侧速齿盘轮间的高、低电压变化所形成脉冲信号的数量，来得到实际转速值。转速值显示是汽轮机组开车、停车以及稳定运行时的重要参数。零转速是预先设定的轴旋转速度，当运行的机器需停车时，机器转速达到零转速设置点，继电器触点动作，使盘车齿轮啮台，使轴持续慢速旋转，来防止轴产生弯曲，以避免在开车中由于轴弯曲对机器造成损坏。测量链由两只装于前箱正对60°（或134°）齿盘的传感器和板件组成。当机器旋转时，齿盘的齿顶和齿底经过探头，探头将周期地改变输出信号，即脉冲信号，板件接收到此脉冲信号进行计数、显示，与设定值比较后，驱动继电器接点输出。转速的测量范围：O rpm～5000 rpm；零转速设定值：<4rpm；转速报警值：3240 rpm。汽机转速口探头安装距离一般为距齿端0.8mm～1.0mm，安装时可以用塞尺进行测量。转速计算公式为：转速= 脉冲频率（f）/齿数（z）×60（rpm）
（5）盖振探头的安装
在安装盖振探头前，用信号发生器的正弦波信号（mV）接入个通道板进行校验确保振动探头完好无损伤。在轴振动的测量中已说明了大轴的振动可以传递到轴承壳上，利用速度传感器测量机壳对于自由空间的运动速度，板件把从传感器来的速度信号，进行较波和积分，变成位移值，并计算出相应的峰-峰值位置。机组瓦振的测量范围：0?m～100?m。
（6）轴承振动传感器探头的安装
在测量轴振时，常常把涡流探头装在轴承壳上，探头与轴承壳变为一体，因此所测结果是轴相对于轴承壳的振动。12个Φ8mm灵敏度为7.87V/mm的涡流探头分别装于1号、2号、3号、4号、5号和6号轴承处。每个轴承处安装两只互成90°，垂直于轴承，探头与水平方向的夹角为45°，分别测量X、Y方向上的振动。一般涡流传感器，涡流影响范围约为传感器线圈直径的3倍，因此传感器对应的测量宽度应为传感器直径的3倍，而且在传感器空间24mm范围内不应有其它金属物存在，否则会带来误差。安装间隙电压应为传感器输出特性曲线确定的线形中点位而定，Φ8mm灵敏度为7.87 V/mm的探头安装间隙电压为-9.75 V或l.2mm左右。由于传感器线形电压范围太大超过测量范围，所以安装间隙允许有较大的偏差，只要保证测量范闭在线形段内即可，但为了满足故障诊断和可靠性的需要，一般要求安装电压（9.75±0.2）V。 （7）大轴偏心传感器的安装
偏心度的测量是监视大轴的弯曲程度。直接偏心指瞬时偏心值，峰一峰值偏心表示的是轴弯曲 正方向的极值与负方向的极值之差。偏心的测量是通过偏心探头和键向探头共同完成的，均为Φ8m灵敏度为7.874 V/mm的涡流探头，键相器探头监测轴上一个凹槽，当轴每转一周，在探头上产生一个脉冲电压，提供计算偏心峰一峰值的频率。探头的安装间隙电压都为-10 V，注意键相探头的安装，不要正对着槽位安装。键相器也为振动提供相位信号，以便对振动进行分析研究。
2、探头安装现场应注意事项
（1）在探頭安装时为防止机械损坏，应把探头引线与延伸电缆分开，不能握住传感器引线旋转，应用工具夹住探头上的扳手平台紧固，探头引线随之旋转。
（2）按要求紧固探头后，接好探头引线与延伸电缆接头，再捆扎好固定在箱体内，防止运行时损坏电缆。
（3）每个传感器对于被测面都要求垂直，最大偏移角度<1.0°。
（4）对应轴位移和涨差传感器的安装，应使探头的中心与有效被测面的中心对应或偏外一些。
二、调试过程中遇到问题及解决方法
1、在高压差涨探头和低压差涨探头安装完毕后，发现高压差涨、低压差涨偏离零位时，应先去现场了解低压缸加热情况，再分析产生不正常现象的原因：探头安装不太牢靠产生松动或大轴零位移动，然后针对问题采取相应解决措施。
2、当发现轴向位移在增大时，轴向位移值增至±0.89 mm时，应检查负荷、蒸汽参数、凝汽器真空、密切监视推力轴承金属温度、差涨变化并进行调整，通知热工进行表计校验，并倾听机组有无异声，各轴承有无振动，注意低压缸排气温度，主蒸汽、再热蒸汽温度。
3、当振动出现异常时，注意润滑油压、油温变化，是否是汽轮发电机组转动部分动静摩擦或大轴弯曲，同时注意发电机内氢气温度变化情况。机组在中速暖机之前，轴承振动>0.03 mm应打闸停机，通过临界转速时，轴承振动>0.1mm或轴振>0.254 mm，应立即打闸停机，严禁强行通过临界转速或降速暖机。
三、结束语
TSI系统稳定运行是机组安全稳定运行的基础，为保证系统的安全可靠运行，必须依照相关科学技术规范，做好TSI探头的安装调试工作。对于安装调试过程中遇到的问题，应进充分的分析，找出问题产生的原因，并采取相应的防治措施，这样才能确保TSI探头的安装质量，使汽轮机机组安全稳定地运行。
参考文献：
[1] 张子慧.热工测量与自动控制[M].北京：中国建筑工业出版社，1996.
[2] 张文宇.汽机位移及差胀保护调试的几个问题[J].电力建设，2002（04）.
[3] 王莉，李国俭.TSI仪表安装调试过程中容易忽视的几个问题[J].山西电力，2005（06）.
关键词：火电厂；TSI探头；安装调试
TSI是汽轮机的安全监视系统，应用TSI系统，可以连续地监测汽轮机的各种重要参数，如可对转速、超速保护、偏心、轴振、盖振、轴位移、胀差、热膨胀等参数进行监测。当参数越限时，发出热工报警信号；当参数超过极限值危及机组安全时，保护装置动作，发出紧急停机信号，关闭主汽门，实现紧急停机，从而保证汽轮机组安全、经济运行。所以TSI探头安装调试工序十分重要，它直接影响着机组的安全运行。
一、TSI探头的安装技术
汽轮机TSI探头种类繁多，安装工艺也较为复杂，以下就常规电厂汽轮机TSI安装技术展开探讨（图1为TSI安装示意图）。
（1）轴向位移探头的安装
在进行轴向位移探头安装前，必须确保探头完好、无机械、电气损伤等，须进行探头的轴向位移测试。方法是将两个轴位移传感器装下位移试验台上，再把各传感器接线至相应的输入端子上，用百分表验证其位移值，用万用表测试相应位移值的（4～20）mA和（0一10）V模拟量输出及报警、停机继电器输出等，确保探头完好且线性特性良好，轴向位移测的是推力轴承相对汽缸的轴向位移，在机组运行过程中，使动静部件之间保持一定的轴向间隙，避免汽轮机内部转动部件和静止部件之间发生摩擦和碰撞。两只轴向位移传感器探头装于大轴的同一侧，探头朝向低压缸方向，探头为Φ14mm探头，灵敏度为3.937V/mm，前置器供电电压为一24V。大轴相对于汽缸的设计零点为止推轴承靠在工作瓦面为大轴零位，并将转子膨胀方向作为轴向位移正方向。在安装此探头前，先把人轴推到零位，然后按要求安装，把2只轴向位移探头，牢固装于轴位移支架上。用两个探头同时探测一个对象，要求两个探头的安装位置离轴上止推法兰的距离应<305mm，如果过大，由于热膨胀的影响，所测到的间隙，不能反映轴上法兰与止推轴承之间的间隙。两个涡流探头测量转子的轴向变化，输出探头与被测法兰的间隙成正比的直流电压值，板件接受此电压值后，经过计算处理，显示出位移值。为了避免误报警，停机逻辑输出为“与”逻辑。轴向位移的量程范围为-2mm～+2mm，安装电压为（-9.75±0.2）V。
（2）绝对膨胀探头的安裝
汽轮机在开机过程中由于受热使其汽缸膨胀，如果膨胀不均匀就会使汽缸变斜或翘起，这种变形会使汽缸与基础之间产生巨大的应力，由此带来不对中现象，而这种现象通常是因为滑销系统“卡涩”所引起的。知道了汽缸膨胀和胀差，就可以确定转子和汽缸的膨胀率。把LVDT传感器的铁芯与汽缸连接，当膨胀时，铁芯运动，产生成比例的电信号，输入测量板件进行线性处理，显示输出（4～20）mA信号。安装时，在机组冷态下应把2只热膨胀传感器牢固装于热膨胀支架上，零点应为传感器上指针指示示零位置。
（3）高低压差涨探头传感器的安装
涨差是转子和汽缸之间的相对热增长，当热增长的差值超过允许间隙时，便可能产生摩擦。在开机和停机过程巾，由于转子与汽缸质量、热膨胀系数、热耗散系数的不同，转子的受热膨胀和汽缸的膨胀就不相同。一般规定，转子膨胀大于汽缸膨胀为正方向，反之为负方向。此处介绍的高低压差涨探头为Φ25mm涡流探头，灵敏度为0.8 V/mm，因为高低压差涨都是朝着发电机方向安装，要使高低压缸差涨测量范围均在线形范围之内，按照探头线性中点及量程范围-2mm～10mm定位。探头零位的安装电压可按下式计算：高压差涨探头零位安装电压/探头线性中点电压（-6.95 V）一探头灵敏度（0.8V/ mm）×4；低压差涨探头零位安装电压：探头线性中点电压（-6.95V）+探头灵敏度（0.8V/mm）×4，所以，高压差涨探头零位安装电压为-11.10V；低压差涨探头零位安装电压为-3.8V。将转子膨胀方向作为涨差正片向。
（4）转速及零转速探头的安装
一般用磁感应传感器测量机组转速，就是通过测量探头与侧速齿盘轮间的高、低电压变化所形成脉冲信号的数量，来得到实际转速值。转速值显示是汽轮机组开车、停车以及稳定运行时的重要参数。零转速是预先设定的轴旋转速度，当运行的机器需停车时，机器转速达到零转速设置点，继电器触点动作，使盘车齿轮啮台，使轴持续慢速旋转，来防止轴产生弯曲，以避免在开车中由于轴弯曲对机器造成损坏。测量链由两只装于前箱正对60°（或134°）齿盘的传感器和板件组成。当机器旋转时，齿盘的齿顶和齿底经过探头，探头将周期地改变输出信号，即脉冲信号，板件接收到此脉冲信号进行计数、显示，与设定值比较后，驱动继电器接点输出。转速的测量范围：O rpm～5000 rpm；零转速设定值：<4rpm；转速报警值：3240 rpm。汽机转速口探头安装距离一般为距齿端0.8mm～1.0mm，安装时可以用塞尺进行测量。转速计算公式为：转速= 脉冲频率（f）/齿数（z）×60（rpm）
（5）盖振探头的安装
在安装盖振探头前，用信号发生器的正弦波信号（mV）接入个通道板进行校验确保振动探头完好无损伤。在轴振动的测量中已说明了大轴的振动可以传递到轴承壳上，利用速度传感器测量机壳对于自由空间的运动速度，板件把从传感器来的速度信号，进行较波和积分，变成位移值，并计算出相应的峰-峰值位置。机组瓦振的测量范围：0?m～100?m。
（6）轴承振动传感器探头的安装
在测量轴振时，常常把涡流探头装在轴承壳上，探头与轴承壳变为一体，因此所测结果是轴相对于轴承壳的振动。12个Φ8mm灵敏度为7.87V/mm的涡流探头分别装于1号、2号、3号、4号、5号和6号轴承处。每个轴承处安装两只互成90°，垂直于轴承，探头与水平方向的夹角为45°，分别测量X、Y方向上的振动。一般涡流传感器，涡流影响范围约为传感器线圈直径的3倍，因此传感器对应的测量宽度应为传感器直径的3倍，而且在传感器空间24mm范围内不应有其它金属物存在，否则会带来误差。安装间隙电压应为传感器输出特性曲线确定的线形中点位而定，Φ8mm灵敏度为7.87 V/mm的探头安装间隙电压为-9.75 V或l.2mm左右。由于传感器线形电压范围太大超过测量范围，所以安装间隙允许有较大的偏差，只要保证测量范闭在线形段内即可，但为了满足故障诊断和可靠性的需要，一般要求安装电压（9.75±0.2）V。 （7）大轴偏心传感器的安装
偏心度的测量是监视大轴的弯曲程度。直接偏心指瞬时偏心值，峰一峰值偏心表示的是轴弯曲 正方向的极值与负方向的极值之差。偏心的测量是通过偏心探头和键向探头共同完成的，均为Φ8m灵敏度为7.874 V/mm的涡流探头，键相器探头监测轴上一个凹槽，当轴每转一周，在探头上产生一个脉冲电压，提供计算偏心峰一峰值的频率。探头的安装间隙电压都为-10 V，注意键相探头的安装，不要正对着槽位安装。键相器也为振动提供相位信号，以便对振动进行分析研究。
2、探头安装现场应注意事项
（1）在探頭安装时为防止机械损坏，应把探头引线与延伸电缆分开，不能握住传感器引线旋转，应用工具夹住探头上的扳手平台紧固，探头引线随之旋转。
（2）按要求紧固探头后，接好探头引线与延伸电缆接头，再捆扎好固定在箱体内，防止运行时损坏电缆。
（3）每个传感器对于被测面都要求垂直，最大偏移角度<1.0°。
（4）对应轴位移和涨差传感器的安装，应使探头的中心与有效被测面的中心对应或偏外一些。
二、调试过程中遇到问题及解决方法
1、在高压差涨探头和低压差涨探头安装完毕后，发现高压差涨、低压差涨偏离零位时，应先去现场了解低压缸加热情况，再分析产生不正常现象的原因：探头安装不太牢靠产生松动或大轴零位移动，然后针对问题采取相应解决措施。
2、当发现轴向位移在增大时，轴向位移值增至±0.89 mm时，应检查负荷、蒸汽参数、凝汽器真空、密切监视推力轴承金属温度、差涨变化并进行调整，通知热工进行表计校验，并倾听机组有无异声，各轴承有无振动，注意低压缸排气温度，主蒸汽、再热蒸汽温度。
3、当振动出现异常时，注意润滑油压、油温变化，是否是汽轮发电机组转动部分动静摩擦或大轴弯曲，同时注意发电机内氢气温度变化情况。机组在中速暖机之前，轴承振动>0.03 mm应打闸停机，通过临界转速时，轴承振动>0.1mm或轴振>0.254 mm，应立即打闸停机，严禁强行通过临界转速或降速暖机。
三、结束语
TSI系统稳定运行是机组安全稳定运行的基础，为保证系统的安全可靠运行，必须依照相关科学技术规范，做好TSI探头的安装调试工作。对于安装调试过程中遇到的问题，应进充分的分析，找出问题产生的原因，并采取相应的防治措施，这样才能确保TSI探头的安装质量，使汽轮机机组安全稳定地运行。
参考文献：
[1] 张子慧.热工测量与自动控制[M].北京：中国建筑工业出版社，1996.
[2] 张文宇.汽机位移及差胀保护调试的几个问题[J].电力建设，2002（04）.
[3] 王莉，李国俭.TSI仪表安装调试过程中容易忽视的几个问题[J].山西电力，2005（06）.