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摘要：本文主要讨论了日本新川电机生产的汽机监视仪表（TSI）在生产现场安装、调试过程当中存在的一些问题，指出了解决这些问题的基本方法。
关键词：TSI仪表；屏蔽；安装
中图分类号：TM305
1 引言
太原大唐第二热电厂三期工程采用日本三菱公司总供货的两台350 MW燃烧机组，其中TSI仪表由日本新川电机公司提供，主汽轮机由三菱长崎造船所制造，给水泵汽轮机以及机组的重要辅机也由三菱重工提供。
在高速运转机械运行中，监视仪表起着非常重要的作用，首先监视仪表可直观地显示出设备的运行数据，尤其在设备出现异常时（比如轴流风机发生喘振），为运行人员做出准确判断提供了重要依据；其次相关机械长期监视数据记录给技术人员对设备的分析提供了可靠详实的依据，有利于有目的的实施状态检修；其三所有监视数据都设有报警回路，对于重要的监视数据则直接进入保护联锁回路，在设备异常时直接跳闸以保护设备安全。因此，TSI仪表的准确可靠性对转动机械的正常运行以及机组的安全运行具有重要的作用。
TSI仪表安装调试的好坏，将直接影响机组的安全水平，但是由于TSI仪表在整个机组热控调试过程中所占的比重相对较少，而且相对安装调试过程较为复杂，往往不会引起安装调试人员的足够重视，从而对机组的安全运行带来隐患；部分设备的监视仪表在实际运行中因选型等问题也对机组的安全运行构成了威胁等等。本文将根据相关技术人员对新川电机TSI仪表在太原大唐第二热电厂累次安装、调试中积累的一些经验，在日本专家现场安装指导和调试工作中学习的一些知识，以及实际运行四年来TSI仪表出现的一些问题，集中讨论了新川电机TSI仪表的特点，及出现问题的解决途径。
2 TSI涡流传感器的安装及调试注意事项
太原大唐第二热电厂涡流传感器的参数检测仪表有：主汽轮机的轴向位移、胀差、偏心、相位、轴振、转速、零转速；给水泵汽轮机的轴向位移、偏心、相位、轴振、转速、零转速。每套完整的测量回路都由涡流控头、前置放大器和显示仪表3部分组成。
目前，国内外涡流传感器的生产厂家基本上都是按照API670标准生产，在前置放大器中均加入了线性补偿电路（Philips公司产品除外）。线性范围基本是探头有效直径的1/2。另外由于Philips公司的传感器因在线路中没有加上线性补偿，所以同样探头直径的传感器线性范围略小，不能达到探头有效直径的1/2。
2.1 传感器的安装
涡流传感器是通过电磁效应的原理进行测量的，所以在考虑传感器选型及安装时应重点考虑电磁场的影响范围及被测表面的尺寸大小。被测表面尺寸最小直径为D，探头有效直径为d。安装时，应确保D>3d。如果不能满足上述条件，将直接影响到传感器的输出线性范围。但由于D是机组转动机械机构决定的，所以一般情况下，D尺寸是定值。在这种情况下，在满足测量范围要求的前提下，应尽量选用小探头，以确保测量精度。
2.2 传感器的调试
传感器的调试工作实际上是非常重要的，传感器的生产厂家虽然有出厂校验报告，但作为用户应该重新校验一次，太原大唐第二热电厂根据自己的校验数据来选择测量位置，这是因为被测量面材料直接影响传感器的输出线性和范围。虽然不同材质所做的校验报告数据相差不是很大，但毕竟是有影响的，所以太原大唐第二热电厂在机组大修后安装监视仪表前都用与被测面相同的材料（如被测量主机的大轴材料等），加工一个校验靶块来进行依次数据标定，并以此数据作为调试的依据。校验时，采用传感器和前置放大器连调的方式，即采用现场调试，在移动探头的过程中，用显示仪感受在前置放大器处进行测量，线性度偏离标准过大时，对其进行调整，为此校验完成后可以保证从前置放大器到探头的良好线性度。最后，只需对显示卡件进行校验即可完成整个回路的校验，以保证测量准确性。
3 磁电式速度传感器和压电式加速度传感器的应用及问题
虽然涡流探头具有很多优点，但对旋转机械外壳、轴承座的振动测量要采用磁电式速度传感器和压电式加速度传感器。太原大唐第二热电厂除汽轮机的轴振采用涡流探头外，其余所有振动测量都采用了磁电式速度传感器和压电式加速度传感器。例如汽轮机瓦振、汽泵、电泵、送风机、一次风机都采用了磁电式速度传感器（型号为CV一851），而引风机采用了压电式速度传感器（型号为CV一861）。
压电式速度传感器投入运行三年来，工作性能良好，能及时准确的反映轴承座的振动情况；对于磁电式速度传感器，在转速低于3000rpm的转动机械上应用较好，但在汽泵的应用并不理想。经过长期对4台汽泵8个传感器的数据进行记录分析，发现探头在汽泵转速高于4500rpm后将无法正常监视，即振动示值会突然由3μm—5nm增至80μm左右，较高时达到300μm。此时，如果立即更换探头或用手触摸探头，示值将会降低。为彻底查清问题，我们从探头的结构、测量原理及實际现象入手，经过大量的试验论证，初步认为：当探头固定好一段时间后，可能会因为极板弹簧的疲劳损伤或测振系统的其他损耗导致系统共振，造成示值最终突然增大。如果此时用手触摸可以使共振条件消失、示值恢复，但短时间后又会增大，如果此时更换探头，可坚持十至二十天。所以我们认为磁电式速度传感器并不适用于高速旋转机械。要想彻底解决该问题，只有将系统进行更换为压电式速度传感器。因压电式速度传感器并不会产生以上现象，同时相位特性和低频响应都很好，还可用作振动分析。
4 有关信号的屏蔽和接地
TSI仪表的抗干扰是相当重要的，除了在仪表本身的设计过程中重点考虑抗干扰以外，现场屏蔽电缆的连接方法对机组的安全运行也起到了相当重要的作用。电厂因屏蔽电缆的连接不当而造成机组停机的事故也时有发生。太原大唐第二热电厂在投产初期，就因现场屏蔽线的不规范连接，造成了2号机组的某些监视信号时有毛刺信号出现。现在为消除干扰常用的方法是前置器、屏蔽电缆、BTG盘、端子排及仪表端子排全部浮空，并在集控室单端接地来屏蔽外来强电电磁信号的干扰。我们经过大量的调查研究和生产实践发现：用这种方法屏蔽，解决了大部分的共模干扰信号，但对一些特殊的串模干扰信号效果不明显，我们查阅了大量的资料，采用如下的总体设计思路：前置器浮空安装，不与大地连接，屏蔽电缆的屏蔽层全部连通，不得有断层存在，屏蔽电缆的二头屏蔽层分别连接到前置器和TSI仪表端子排信号公共线，不与大地相连，这样较好的解决了现场共模和串模干扰，经过在太原大唐第二热电厂2号机组的试验证明，它能较好地解决了串模和共模干扰问题。
5 结束语
本文主要介绍了TSI仪表在安装调试运行过程中的一些使用问题，以期能够给其他用户在安装调试运行中起到参考作用，解决一些实际应用问题。
参考文献：
【1】 李跃华，张洪涛，刘宝新，VM600系统在660MW电厂的应用【J】，华电技术，2008，（5）。
【2】 刘玉奇，汽轮机监视仪表安装及调试【J】，科技与生活，2012，（14）。
关键词：TSI仪表；屏蔽；安装
中图分类号：TM305
1 引言
太原大唐第二热电厂三期工程采用日本三菱公司总供货的两台350 MW燃烧机组，其中TSI仪表由日本新川电机公司提供，主汽轮机由三菱长崎造船所制造，给水泵汽轮机以及机组的重要辅机也由三菱重工提供。
在高速运转机械运行中，监视仪表起着非常重要的作用，首先监视仪表可直观地显示出设备的运行数据，尤其在设备出现异常时（比如轴流风机发生喘振），为运行人员做出准确判断提供了重要依据；其次相关机械长期监视数据记录给技术人员对设备的分析提供了可靠详实的依据，有利于有目的的实施状态检修；其三所有监视数据都设有报警回路，对于重要的监视数据则直接进入保护联锁回路，在设备异常时直接跳闸以保护设备安全。因此，TSI仪表的准确可靠性对转动机械的正常运行以及机组的安全运行具有重要的作用。
TSI仪表安装调试的好坏，将直接影响机组的安全水平，但是由于TSI仪表在整个机组热控调试过程中所占的比重相对较少，而且相对安装调试过程较为复杂，往往不会引起安装调试人员的足够重视，从而对机组的安全运行带来隐患；部分设备的监视仪表在实际运行中因选型等问题也对机组的安全运行构成了威胁等等。本文将根据相关技术人员对新川电机TSI仪表在太原大唐第二热电厂累次安装、调试中积累的一些经验，在日本专家现场安装指导和调试工作中学习的一些知识，以及实际运行四年来TSI仪表出现的一些问题，集中讨论了新川电机TSI仪表的特点，及出现问题的解决途径。
2 TSI涡流传感器的安装及调试注意事项
太原大唐第二热电厂涡流传感器的参数检测仪表有：主汽轮机的轴向位移、胀差、偏心、相位、轴振、转速、零转速；给水泵汽轮机的轴向位移、偏心、相位、轴振、转速、零转速。每套完整的测量回路都由涡流控头、前置放大器和显示仪表3部分组成。
目前，国内外涡流传感器的生产厂家基本上都是按照API670标准生产，在前置放大器中均加入了线性补偿电路（Philips公司产品除外）。线性范围基本是探头有效直径的1/2。另外由于Philips公司的传感器因在线路中没有加上线性补偿，所以同样探头直径的传感器线性范围略小，不能达到探头有效直径的1/2。
2.1 传感器的安装
涡流传感器是通过电磁效应的原理进行测量的，所以在考虑传感器选型及安装时应重点考虑电磁场的影响范围及被测表面的尺寸大小。被测表面尺寸最小直径为D，探头有效直径为d。安装时，应确保D>3d。如果不能满足上述条件，将直接影响到传感器的输出线性范围。但由于D是机组转动机械机构决定的，所以一般情况下，D尺寸是定值。在这种情况下，在满足测量范围要求的前提下，应尽量选用小探头，以确保测量精度。
2.2 传感器的调试
传感器的调试工作实际上是非常重要的，传感器的生产厂家虽然有出厂校验报告，但作为用户应该重新校验一次，太原大唐第二热电厂根据自己的校验数据来选择测量位置，这是因为被测量面材料直接影响传感器的输出线性和范围。虽然不同材质所做的校验报告数据相差不是很大，但毕竟是有影响的，所以太原大唐第二热电厂在机组大修后安装监视仪表前都用与被测面相同的材料（如被测量主机的大轴材料等），加工一个校验靶块来进行依次数据标定，并以此数据作为调试的依据。校验时，采用传感器和前置放大器连调的方式，即采用现场调试，在移动探头的过程中，用显示仪感受在前置放大器处进行测量，线性度偏离标准过大时，对其进行调整，为此校验完成后可以保证从前置放大器到探头的良好线性度。最后，只需对显示卡件进行校验即可完成整个回路的校验，以保证测量准确性。
3 磁电式速度传感器和压电式加速度传感器的应用及问题
虽然涡流探头具有很多优点，但对旋转机械外壳、轴承座的振动测量要采用磁电式速度传感器和压电式加速度传感器。太原大唐第二热电厂除汽轮机的轴振采用涡流探头外，其余所有振动测量都采用了磁电式速度传感器和压电式加速度传感器。例如汽轮机瓦振、汽泵、电泵、送风机、一次风机都采用了磁电式速度传感器（型号为CV一851），而引风机采用了压电式速度传感器（型号为CV一861）。
压电式速度传感器投入运行三年来，工作性能良好，能及时准确的反映轴承座的振动情况；对于磁电式速度传感器，在转速低于3000rpm的转动机械上应用较好，但在汽泵的应用并不理想。经过长期对4台汽泵8个传感器的数据进行记录分析，发现探头在汽泵转速高于4500rpm后将无法正常监视，即振动示值会突然由3μm—5nm增至80μm左右，较高时达到300μm。此时，如果立即更换探头或用手触摸探头，示值将会降低。为彻底查清问题，我们从探头的结构、测量原理及實际现象入手，经过大量的试验论证，初步认为：当探头固定好一段时间后，可能会因为极板弹簧的疲劳损伤或测振系统的其他损耗导致系统共振，造成示值最终突然增大。如果此时用手触摸可以使共振条件消失、示值恢复，但短时间后又会增大，如果此时更换探头，可坚持十至二十天。所以我们认为磁电式速度传感器并不适用于高速旋转机械。要想彻底解决该问题，只有将系统进行更换为压电式速度传感器。因压电式速度传感器并不会产生以上现象，同时相位特性和低频响应都很好，还可用作振动分析。
4 有关信号的屏蔽和接地
TSI仪表的抗干扰是相当重要的，除了在仪表本身的设计过程中重点考虑抗干扰以外，现场屏蔽电缆的连接方法对机组的安全运行也起到了相当重要的作用。电厂因屏蔽电缆的连接不当而造成机组停机的事故也时有发生。太原大唐第二热电厂在投产初期，就因现场屏蔽线的不规范连接，造成了2号机组的某些监视信号时有毛刺信号出现。现在为消除干扰常用的方法是前置器、屏蔽电缆、BTG盘、端子排及仪表端子排全部浮空，并在集控室单端接地来屏蔽外来强电电磁信号的干扰。我们经过大量的调查研究和生产实践发现：用这种方法屏蔽，解决了大部分的共模干扰信号，但对一些特殊的串模干扰信号效果不明显，我们查阅了大量的资料，采用如下的总体设计思路：前置器浮空安装，不与大地连接，屏蔽电缆的屏蔽层全部连通，不得有断层存在，屏蔽电缆的二头屏蔽层分别连接到前置器和TSI仪表端子排信号公共线，不与大地相连，这样较好的解决了现场共模和串模干扰，经过在太原大唐第二热电厂2号机组的试验证明，它能较好地解决了串模和共模干扰问题。
5 结束语
本文主要介绍了TSI仪表在安装调试运行过程中的一些使用问题，以期能够给其他用户在安装调试运行中起到参考作用，解决一些实际应用问题。
参考文献：
【1】 李跃华，张洪涛，刘宝新，VM600系统在660MW电厂的应用【J】，华电技术，2008，（5）。
【2】 刘玉奇，汽轮机监视仪表安装及调试【J】，科技与生活，2012，（14）。