Caso della STI Centrale termica: Misurazione e monitoraggio meccanico delle turbine per il funzionamento sicuro dell'unità

Contesto del Cliente

Il gruppo turbina-generatore è il cuore di una centrale termoelettrica e gli strumenti di misura delle grandezze meccaniche sono l'elettrocardiogramma che ne monitora il battito. Nell'ambito della strumentazione termica di una centrale di classe 600 MW che supportiamo, il sistema di Strumentazione di Supervisione Turbina (TSI) monitora continuamente la vibrazione relativa dell'albero, la vibrazione assoluta del cuscinetto, lo spostamento assiale, l'espansione differenziale, l'espansione della cassa, l'eccentricità del rotore, la velocità / zero velocità e il fasometro. Tuttavia, frequenti falsi allarmi TSI, letture instabili e standard di manutenzione poco chiari hanno creato problemi al team di strumentazione, che ha collaborato con i nostri ingegneri per ricostruire un sistema di misurazione e manutenzione affidabile.

Sfida

• Frequenti falsi allarmi TSI che disturbavano gli operatori e rischiavano lo sgancio dell'unità;
• Segnali instabili o in deriva su canali di vibrazione dell'albero, spostamento assiale ed espansione;
• Tensione di gap che esce dalla zona lineare, perdita di segnale causata da circuiti aperti o cortocircuiti e letture imprecise dovute a contaminazione, staffe allentate e sensori obsoleti;
• Nessuna procedura chiara basata su standard per l'installazione, la revisione e l'accettazione dei loop di misurazione meccanica.

Soluzione: Un Sistema Completo di Misurazione e Manutenzione

La nostra soluzione copre le sei famiglie di parametri per il monitoraggio delle condizioni meccaniche della turbina - vibrazione, spostamento, espansione, velocità, eccentricità e fasometro - basata su tre tecnologie di rilevamento principali:

• Sensori a correnti parassite - il cavallo di battaglia della misurazione TSI. Misurazione senza contatto basata sull'effetto delle correnti parassite con un intervallo di frequenza da 0 a 10 kHz, risoluzione fino a 0,01 mm e forte resistenza alla contaminazione da olio. L'uscita tipica è da -4 V a -20 V DC, con la tensione di gap impostata al punto medio lineare (circa -10 V DC per una sonda da 200 mV/µm, 8 mm). Coprono la vibrazione dell'albero, lo spostamento assiale, l'espansione differenziale, l'eccentricità, il fasometro e la misurazione della velocità.
• Sensori LVDT - sensori di spostamento a contatto per corse ampie fino a 0-80 mm con linearità entro ±1% F.S., utilizzati principalmente per l'espansione della cassa e parte dell'espansione differenziale. I sensori di espansione termica serie TD-2 forniscono ritrasmissione 4-20 mA più indicazione locale.
• Sensori magnetoelettrici di velocità - la scelta tradizionale per la vibrazione assoluta del cuscinetto, montati rigidamente su piedistalli cuscinetto lavorati; le unità moderne possono utilizzare accelerometri piezoelettrici con doppia integrazione.

Configurazione Tipica TSI di un'Unità da 600 MW

Per la selezione del sensore, il diametro della bobina della sonda determina il campo di misurazione: sonde da 8 mm coprono circa ±1 mm per vibrazione dell'albero, eccentricità e fasometro; sonde da 11 mm ±2 mm; sonde da 14 mm ±4 mm per spostamento assiale medio ed espansione differenziale; sonde da 25 mm ±6 mm; e sonde da 50 mm ±12 mm per misurazione di grandi espansioni.

Gestione Guasti e Punti Salienti della Manutenzione

Seguendo GB/T 34578-2017 e DL/T 1056-2019, abbiamo aiutato l'impianto a stabilire meccanismi di ispezione quotidiana e risoluzione dei problemi per le cinque famiglie di guasti più comuni: uscita instabile o deriva, salti anomali della tensione di gap, perdita di segnale o uscita costante, letture imprecise e falsi allarmi frequenti. Le pratiche ingegneristiche chiave includono:

• Messa a terra a singola estremità del cavo schermato solo sul lato del cabinet TSI, con il lato sonda flottante per eliminare loop di massa;
• Controllo della resistenza della bobina della sonda (circa 7,5 Ω ± 0,5 Ω per serie tipiche) per identificare circuiti aperti o cortocircuiti;
• Sigillatura delle giunzioni ad alta frequenza con guaina termorestringente e mantenimento dell'isolamento e del flottante come richiesto da DL 5190.4-2019;
• Impostazione del riferimento zero con il disco di spinta appoggiato contro il cuscinetto di spinta e verifica dei set-point di protezione mediante test di usura simulata;
• Calibrazione dei sensori ogni 6-12 mesi, mantenendo la resistenza di isolamento superiore a 1 MΩ e conservando archivi tecnici completi.

Risultato

Dopo la retrofittatura, i falsi allarmi sono stati eliminati, i valori misurati sono tornati nella zona lineare affidabile e l'impianto ha ottenuto un flusso di lavoro chiaro basato su standard che copre l'installazione, l'ispezione di routine, l'accettazione della revisione e il test della logica di protezione (DL/T 1012-2006, GB/T 11348.2-2012, GB/T 6075). La valutazione della vibrazione dell'albero viene ora eseguita rispetto alle zone A/B degli standard nazionali, e ogni loop di misurazione agisce veramente come sentinella di un funzionamento della turbina sicuro e a lungo termine.

Per la fornitura OEM di sonde a correnti parassite, preprocessori, sensori LVDT e di velocità, o per il supporto di retrofittatura e commissioning TSI, contattare il nostro team di ingegneria.