摘要：汽轮机轴系监测系统是一种依靠多种可靠地监测仪表，连续的将汽轮发电机组各机械运行参数显示与记录下来的系统。当其监测仪表出现问题时可能导致诸多严重后果，本文阐述了天津某电厂因传感器故障导致的跳机事件原因分析。
关键词：汽轮机轴系监测系统；传感器故障；跳机
1引言
天津某电厂#3机组，在带负荷正常运行时，突发异常振动，造成保护动作跳机。跳机检查后并无异常，起机后多次发生类似情况。为弄清振动故障原因，找出治理方法，防止类似事故再次发生，故对#3机组进行振动检测分析工作，最终发现了故障是由于振动传感器故障导致的，本文将对故障的排查过程、故障原因分析进行详细阐述。
2跳机事故情况
2.1 机组运行参数
天津某电厂采用的青岛捷能汽轮机股份有限公司生产的C12-3.43/0.98 单缸抽汽式汽轮机，配以同公司生产的QFW-15-2型发电机，机组额定转速3000rpm，额定功率12000 kW。机组轴系示意图如图1所示：
图1 天津某电厂汽轮发电机组轴系示意图
汽轮机轴系监测系统采用的电厂自主采购的国产某监测系统。
2.2 跳机事故简述
天津某电厂#3机组，在带负荷正常运行时，突发#2轴承垂直振动突然增大，达到跳机保护动作值，机组跳机。降速过程中，运行人员就地采用手持振动测试仪测试该轴瓦振动正常。停机后检查机组状况正常，无引起振动突然增大的条件，经盘车后起机，后多次发生类似情况。
3机组振动监测分析
3.1振动监测系统及方法
天津某电厂#3汽机发电机组振动监测工作采用在线连续采集、数据分析的方法进行，使用美国本特利公司408P振动监测分析系统，瓦振信号使用该公司9200系列速度型振动传感器采集，并在#3轴承处加装了该公司300380系列电涡流振动传感器，振动信号其监测分析系统示意图如图2所示：
图2 振动监测系统示意图
3.2振动监测过程
针对该电厂存在的#2轴承垂直振动过大导致跳机的状况，在起机前搭设振动监测系统，该系统采集的信号包括：
（1）#1轴承垂直振动、#1轴承水平振动、#2轴承垂直振动、#2轴承水平振动、#3轴承垂直振动、#3轴承水平振动、#4轴承垂直振动、#4轴承水平振动；
（2）引入电厂汽轮机轴系监测系统自带传感器振动信号；
（3）加装#3轴承电涡流轴传感器。
在常规测试过程中未发现#2轴承存在振动异常情况，故采用缩短采样间隔的方式进行大密度采集，进行了长达6天的持续监测，最终发现了振动异常点。
4振动传感器故障原因分析
4.1故障传感器检测结果
将故障传感器置于振动校验平台上与标准传感器进行比对，在10Hz下比对，当标准传感器示数为0.01mm时，故障传感器示数为0.15mm，差距较大。
4.2故障类型分析
故障传感器为磁电式速度传感器，磁电式惯性速度传感器是一种把振动物体的振动参数转换为电量的换能装置，它是利用电磁感应原理，在被测物体振动时传感器内固定在惯性质量上的线圈切割磁力线，得到正比于振动速度的电势，该电势通过放大器放大，可测量被测物体的速度.经过微分或积分网络，便可测量加速度或位移.因此，此传感器可广泛地用于测量机床、发动机、船舶等试件的振动位移、速度、加速度。[1]
磁电式传感器的结构主要由永磁铁、惯性质量、线圈、阻尼环、弹簧等组成.工作时将传感器外壳紧固于被测物体上，随被测物体一起振动。[2]
图3为一般速度传感器的频响特性，从频响特性曲线上可清楚地看出，20Hz以后基本上是平直段，可得到被试传感器的固有频率为11.45Hz。[3]故当振动频率接近传感器固有振动频率时可能出现数据偏差，严重的甚至会出现欠阻尼导致测试数据数十倍误差。
图3一般速度传感器的频响特性曲线[3]
5结论
由振动监测发现天津某电厂跳机是某国产传感器故障导致的，其故障主要原因为速度传感器欠阻尼状态导致的频响特性不佳，数十倍的误差放大了10Hz附近的振动幅值，导致振动幅值超过跳机值引起跳机。故电厂在安装汽轮机轴系监测系统时应慎重考虑传感器厂家及型号，定时开展传感器校验工作。
参考文献：
[1]肖明伟.磁电式振动速度传感器低频特性补偿的研究[D].重庆大学，2011.
[2]BentloyJP.Prineip]esofmeasurementSystenrs.ConstruetionPress，1983.78~210.
[3] 程珩，刘岩.磁电式速度传感器动态特性分析[J].太原重型机械学院学报，1994（03）：246-249.
论文作者:李国豪1,张利1,贺欣2,周连升1,甘智勇1,屈斌
论文发表刊物:《电力设备》2018年第5期
论文发表时间:2018/6/13
标签：传感器论文; 电厂论文; 故障论文; 机组论文; 天津论文; 轴承论文; 汽轮机论文; 《电力设备》2018年第5期论文;