روش های نصب و راه اندازی خطای کنترل برای هفت STI اصلی سنجه های توربین های بخار

سیستم TSI (Turbine Supervisory Instrumentation) به عنوان حیاتی‌ترین مانع ایمنی برای واحدهای توربین بخار عمل می‌کند؛ عملکردهای حفاظتی کلیدی - مانند نظارت بر جابجایی محوری، ارتعاش شفت، انبساط دیفرانسیلی، سرعت چرخش و خارج از مرکز بودن شفت - کاملاً به سیگنال‌های دریافتی از پروب‌های TSI متکی هستند. مسائلی مانند تنظیمات نادرست فاصله پروب، براکت‌های نصب شل، یا شیوه‌های سیم‌کشی غیراستاندارد می‌توانند منجر به انحراف اندازه‌گیری و هشدارهای مزاحم مکرر شوند، یا در موارد شدید، منجر به خاموشی‌های برنامه‌ریزی نشده واحد شوند. متخصصان ابزار دقیق کنترل حرارتی به خوبی می‌دانند که در مورد حفاظت واحد، هیچ موضوع بی‌اهمیتی وجود ندارد: پایداری واحد اصلی به پایداری نقاط اندازه‌گیری TSI بستگی دارد. تمام عملکردهای حیاتی نظارت، قفل متقابل و حفاظت از تریپ توربین بخار به پروب‌های TSI متکی هستند. در نهایت، بسیاری از مشکلات در محل - از جمله هشدارهای کاذب، نوسانات سیگنال، و ناهنجاری‌های سیستم حفاظتی - ناشی از فواصل نصب نادرست، نقاط صفر کالیبره نشده، نصب ناامن، یا شیوه‌های نصب غیراستاندارد هستند.

نصب پروب جابجایی محوری (حفاظت اصلی واحد اصلی)

نظارت بر جابجایی محوری موقعیت محوری نسبی بین روتور و پوسته را برای جلوگیری از سایش بین قطعات دوار و ثابت ردیابی می‌کند؛ این یکی از بالاترین سطوح سیستم‌های حفاظتی برای توربین‌های بخار است.

کالیبراسیون جامع پروب باید قبل از نصب تکمیل شود: بررسی آسیب فیزیکی و تأیید یکپارچگی عایق الکتریکی. خطی بودن باید روی یک میز تست با استفاده از یک گیج ساعتی تأیید شود و خروجی‌های 4-20 میلی‌آمپر و 0-10 ولت، و همچنین وضعیت فعال‌سازی رله‌های هشدار و تریپ، باید بررسی شوند تا از خطی بودن خوب اطمینان حاصل شود.

استانداردهای نصب در محل: پروب‌های دوگانه در همان سمت شفت اصلی نصب می‌شوند و رو به پوسته فشار ضعیف قرار دارند. مشخصات پروب: Φ14 میلی‌متر؛ حساسیت: 3.937 ولت بر میلی‌متر؛ منبع تغذیه پروکسیمیتور: -24 ولت. فاصله بین پروب و یقه یاتاقان باید کمتر از 305 میلی‌متر باشد تا از اعوجاج اندازه‌گیری ناشی از انبساط حرارتی جلوگیری شود.

• محدوده اندازه‌گیری: -2 میلی‌متر تا +2 میلی‌متر (حالت سرد).
• ولتاژ نصب: -9.75 ± 0.2 ولت.

منطق تریپ پروب دوگانه از پیکربندی "AND" برای جلوگیری مؤثر از تریپ‌های مزاحم ناشی از خرابی‌های تک نقطه‌ای استفاده می‌کند.

نصب پروب انبساط مطلق

در طول راه‌اندازی، خاموشی و تغییرات بار توربین بخار، نوسانات دما در پوسته باعث انبساط حرارتی می‌شود. اگر کلیدهای لغزنده گیر کنند یا انبساط ناهموار باشد، خطراتی مانند کج شدن پوسته، تنش غیرعادی فونداسیون و عدم هم‌راستایی شفت می‌تواند رخ دهد.

دو سنسور انبساط مطلق LVDT در حالی که واحد در حالت سرد است نصب می‌شوند؛ آنها روی براکت‌های اختصاصی نصب می‌شوند و هسته‌های آنها به طور ایمن به پوسته متصل می‌شوند.

انبساط پوسته باعث جابجایی هسته سنسور می‌شود و یک سیگنال الکتریکی خطی تولید می‌کند. پس از پردازش توسط برد مدار، یک سیگنال استاندارد 4-20 میلی‌آمپر برای نظارت بر وضعیت کلی انبساط پوسته در زمان واقعی خروجی داده می‌شود. نقطه صفر نصب باید با علامت صفر مقیاس هم‌تراز شود.

نصب پروب انبساط دیفرانسیلی پوسته فشار بالا و پایین

انبساط دیفرانسیلی به تفاوت انبساط بین روتور و پوسته اشاره دارد.

روتور جرم کمی دارد، به سرعت گرم می‌شود و انبساط قابل توجهی را تجربه می‌کند، در حالی که پوسته جرم بالایی دارد و به آرامی گرم می‌شود؛ در نتیجه، نرخ انبساط آنها همگام نیست. اگر محدودیت‌های انبساط دیفرانسیلی در طول راه‌اندازی یا خاموشی فراتر رود، احتمال سایش بین قطعات دوار و ثابت (یا تماس روتور با استاتور) بسیار زیاد است. پارامترهای نصب - مشخصات پروب: پروب جریان گردابی Φ25 میلی‌متر

• حساسیت: 0.8 ولت بر میلی‌متر
• محدوده اندازه‌گیری: -2 میلی‌متر تا 10 میلی‌متر
• ولتاژ موقعیت صفر استاندارد (نصب رو به ژنراتور):
  • انبساط دیفرانسیلی فشار بالا (HP): -11.10 ولت
  • انبساط دیفرانسیلی فشار پایین (LP): -3.80 ولت

عرف صنعتی: انبساط روتور به سمت سمت ژنراتور به عنوان جهت مثبت برای انبساط دیفرانسیلی تعریف می‌شود، که نظارت یکپارچه و تجزیه و تحلیل روند را تسهیل می‌کند.

نصب پروب‌های سرعت چرخش و سرعت صفر

سرعت چرخش یک پارامتر اصلی برای کنترل توربین بخار است؛ تشخیص سرعت صفر عمدتاً برای قفل چرخ دنده در هنگام خاموشی برای جلوگیری از خم شدن روتور به دلیل استراحت استاتیک استفاده می‌شود.

پارامترهای فنی

• محدوده اندازه‌گیری: 0-5000 دور در دقیقه
• مقدار فعال‌سازی سرعت صفر:<4 دور در دقیقه
• هشدار سرعت بالا: 3240 دور در دقیقه
• فاصله پروب: 0.8-1.0 میلی‌متر (با استفاده از گیج فیلر کالیبره شده)

دو پروب القایی مغناطیسی رو به چرخ دنده نصب می‌شوند؛ سرعت چرخش از طریق فرکانس پالس محاسبه می‌شود:

سرعت چرخش = فرکانس پالس ÷ تعداد دندانه‌ها * 60

هنگامی که سرعت واحد به زیر آستانه سرعت صفر می‌رسد، چرخ دنده به طور خودکار درگیر می‌شود تا چرخش آهسته مداوم روتور را حفظ کند.

نصب پروب‌های ارتعاش درپوش یاتاقان (ارتعاش پوسته یاتاقان)

سنسور ارتعاش پوسته یاتاقان سیگنال‌های سرعت ارتعاش را از محفظه یاتاقان دریافت می‌کند؛ این سیگنال‌ها فیلتر و انتگرال‌گیری می‌شوند تا به مقادیر جابجایی ارتعاش پیک به پیک تبدیل شوند و سطح کلی ارتعاش یاتاقان را نظارت کنند.

• محدوده اندازه‌گیری: 0-100 میکرومتر.

کالیبراسیون کانال قبل از نصب الزامی است؛ یک سیگنال استاندارد برای تأیید عملکرد صحیح حلقه وارد می‌شود و از اندازه‌گیری دقیق و قابل اعتماد اطمینان حاصل می‌شود.

نصب پروب‌های ارتعاش شفت (حیاتی)

نقاط اندازه‌گیری ارتعاش شفت حساس‌ترین و مستقیم‌ترین داده‌ها را برای تشخیص عیوب سیستم شفت فراهم می‌کنند.

دو پروب جریان گردابی Φ8 میلی‌متر (حساسیت: 7.87 ولت بر میلی‌متر) در هر یک از یاتاقان‌های واحد (شماره 1 تا 6) نصب می‌شوند.

دو پروب در زاویه 90 درجه نسبت به یکدیگر و در زاویه 45 درجه نسبت به صفحه افقی قرار می‌گیرند و ارتعاش را به ترتیب در جهت‌های X و Y نظارت می‌کنند. استانداردهای نصب

• ولتاژ فاصله استاندارد: -9.75 ± 0.2 ولت
• فاصله فیزیکی متناظر: تقریباً 1.2 میلی‌متر

اطمینان حاصل کنید که عملکرد در تمام شرایط در محدوده خطی پروب باقی می‌ماند.

تجربه میدانی: در حالی که نوسانات جزئی در نقطه صفر ارتعاش شفت قابل قبول است، کالیبراسیون دقیق نقطه صفر دقت تجزیه و تحلیل عیوب بعدی را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد.

نصب پروب‌های خارج از مرکز بودن شفت

خارج از مرکز بودن، خم شدن روتور را نظارت می‌کند و یک پارامتر حیاتی برای بررسی قبل از راه‌اندازی است؛ اگر خارج از مرکز بودن از حد مجاز فراتر رود، غلتاندن توربین اکیداً ممنوع است. ولتاژ فاصله نصب استاندارد: -10 ولت.

پروب‌های کلید فاز نباید مستقیماً رو به شیار کلید نصب شوند.

سیگنال‌های کلید فاز همچنین داده‌های فاز ارتعاش را برای تجزیه و تحلیل طیفی و تشخیص عیوب فراهم می‌کنند.

احتیاط‌های عمومی نصب برای پروب‌های TSI (ضروری برای پرسنل میدانی)

1. برای سفت کردن پروب، سیم سرب را نپیچانید
   هنگام سفت کردن، از آچار برای نگه داشتن بدنه/پلتفرم پروب استفاده کنید؛ پیچاندن کابل سیگنال ممنوع است. سیم‌کشی داخلی دقیق پروب‌های جریان گردابی مستعد آسیب پنهان است که می‌تواند منجر به جهش‌های سیگنال نامنظم یا خطاهای اتصال متناوب در حین کار شود - مسائلی که عیب‌یابی آنها بسیار دشوار است.
2. کابل‌ها باید مرتب بسته بندی و محکم شوند
   اطمینان حاصل کنید که کانکتورها محکم وصل شده‌اند و سیم‌کشی داخلی سازماندهی شده است تا از سایش، کشش یا خطرات زمین‌گیری جلوگیری شود.
3. سطح پروب باید عمود بر سطح هدف باشد
   حداکثر زاویه کج شدن ≤ 1 درجه؛ کج شدن مستقیماً باعث خطاهای خطی بودن و عدم دقت اندازه‌گیری می‌شود.
4. هم‌ترازی دقیق برای پروب‌های جابجایی و انبساط دیفرانسیلی
   مرکز پروب را با مرکز فلنج هدف (یا کمی به سمت بیرون جابجا شده) هم‌تراز کنید تا از اندازه‌گیری مؤثر در تمام شرایط عملیاتی اطمینان حاصل شود.

عیوب رایج راه‌اندازی و اقدامات اصلاحی استاندارد

1. جابجایی نقطه صفر انبساط دیفرانسیلی فشار بالا/پایین
   علل: پروب شل، جابجایی براکت به دلیل ارتعاش، جابجایی موقعیت صفر شفت، یا دمای ناهموار سیلندر.
   اقدام اصلاحی: دمای سیلندر فشار پایین را بررسی کنید، براکت پروب را سفت کنید، ولتاژ صفر استاندارد را کالیبره مجدد کنید و موقعیت نقطه اندازه‌گیری را ایمن کنید.
2. افزایش مداوم جابجایی محوری (افزایش به ±0.89 میلی‌متر)
   بلافاصله یک بازرسی جامع انجام دهید: بار واحد، دماهای بخار اصلی و بازگرمایش، خلاء کندانسور، دماهای پد یاتاقان تراست، روندهای انبساط دیفرانسیلی، بررسی‌های صوتی محلی، ارتعاش یاتاقان و دمای اگزوز را بررسی کنید؛ با پرسنل I&C برای تأیید ابزار دقیق هماهنگ کنید و شرایط عملیاتی را به سرعت تنظیم کنید تا از فعال شدن سیستم حفاظتی جلوگیری شود.
3. ارتعاش غیرعادی فراتر از حد مجاز (معیارهای "خط قرمز" واحد)
   قبل از گرمایش با سرعت متوسط: اگر ارتعاش یاتاقان > 0.03 میلی‌متر باشد، بلافاصله واحد را تریپ کنید.
   در طول عبور از سرعت بحرانی: اگر ارتعاش یاتاقان > 0.1 میلی‌متر یا ارتعاش شفت > 0.254 میلی‌متر باشد، تریپ اجباری انجام دهید؛ عبور اجباری از سرعت بحرانی اکیداً ممنوع است - در عوض، سرعت را کاهش داده و گرمایش را انجام دهید.
   بررسی فشار روغن روان کننده، دمای روغن و دمای هیدروژن را در اولویت قرار دهید؛ خطر سایش سیستم شفت یا خم شدن روتور را ارزیابی کنید.