汽輪機TSI（汽輪機監(jiān)視儀表系統(tǒng)）中，軸向位移測量的核心是通過非接觸式傳感器實時監(jiān)測轉(zhuǎn)子沿軸向的位置變化，防止因推力軸承磨損等導致轉(zhuǎn)子與定子部件（如隔板、葉輪）發(fā)生軸向碰磨。其具體測量原理如下：

一、測量對象與目的

軸向位移指汽輪機轉(zhuǎn)子相對于定子的軸向竄動距離。正常運行時，轉(zhuǎn)子在推力軸承的限制下保持穩(wěn)定軸向位置；當推力軸承磨損、潤滑油膜破壞或軸向力異常增大時，轉(zhuǎn)子會沿軸向偏移，若偏移量超過安全限值，可能引發(fā)轉(zhuǎn)子與靜止部件（如汽封、隔板）碰撞，導致設(shè)備損壞。

TSI軸向位移測量的目的是：實時捕捉這一偏移量，超限時觸發(fā)報警或緊急停機。

二、傳感器選型與工作原理

軸向位移測量普遍采用電渦流傳感器（非接觸式），其原理基于電磁感應中的“電渦流效應”：

1.傳感器結(jié)構(gòu)：由探頭（內(nèi)置高頻線圈）、延伸電纜和前置器組成。探頭安裝在定子（如軸承座）上，正對轉(zhuǎn)子的推力盤側(cè)面（推力盤是轉(zhuǎn)子上的一個環(huán)形凸臺，用于傳遞軸向力）。

2.電渦流效應：

前置器為探頭線圈提供高頻交變電流（通常1~2MHz），線圈周圍產(chǎn)生交變電磁場。

當探頭與推力盤側(cè)面（金屬導體）存在一定間隙（通常初始間隙1~2mm）時，推力盤表面會感應出渦流電流，渦流產(chǎn)生的反向磁場會削弱探頭線圈的磁場，導致線圈阻抗發(fā)生變化。

3.信號轉(zhuǎn)換：

軸向位移變化時，探頭與推力盤的間隙同步變化，線圈阻抗隨之變化，前置器將這一阻抗變化轉(zhuǎn)換為線性的直流電壓信號（通常-2~+2V，對應0~2mm間隙變化）。

電壓信號的大小直接反映軸向位移量：例如，初始零位對應0V，轉(zhuǎn)子向探頭方向移動（正向位移）時電壓升高，反向移動時電壓降低。

三、測量點設(shè)置與零位校準

1.雙探頭冗余設(shè)計：為提高可靠性，通常在推力盤兩側(cè)各安裝1個傳感器（或單側(cè)安裝2個），監(jiān)測推力盤兩側(cè)的間隙變化，相互驗證數(shù)據(jù)準確性。

2.零位校準：

機組冷態(tài)安裝時，調(diào)整探頭與推力盤的初始間隙（通常1mm），此時設(shè)定為“機械零位”（對應軸向位移0值），即轉(zhuǎn)子在推力軸承工作面上的正常位置。

運行中，當轉(zhuǎn)子向非工作推力瓦方向移動（推力軸承磨損），軸向位移顯示為正值；向工作推力瓦方向移動，顯示為負值（具體正負定義按廠家規(guī)范）。

四、保護邏輯

系統(tǒng)預設(shè)軸向位移的報警值（如+0.3mm、-0.3mm）和危險值（如+0.5mm、-0.5mm）：

達到報警值時，觸發(fā)聲光報警，提醒運行人員檢查；

達到危險值時，TSI輸出聯(lián)鎖信號至ETS（緊急停機系統(tǒng)），立即切斷汽源，強制汽輪機停機，避免碰磨事故。

安裝調(diào)試步驟

如圖所示汽輪機TSI軸向位移安裝示意圖，寫出軸向位移的安裝調(diào)試步驟？

（1）汽輪機處于完全冷卻狀態(tài)下進安裝、調(diào)整零位；

（2）確定探頭的型號、靈敏度、測量范圍、零點電壓；確認TSI傳感器探頭、延長電纜和前置器；

（3）確定推力間隙；

（4）確定軸位移的零點以及推力盤的位置---推力盤靠死工作面，點檢、檢修、監(jiān)理推軸事宜三方會簽確認；

（5）確定探頭的安裝方向及傳感器定零；

（6）計算出安裝電壓：前置器輸出電壓=零點定位電壓±理論顯示值×傳感器靈敏度，（±代表軸位移的方向）；

（7）TSI組態(tài)及線性化；

（8）測量值比對；

（9）報警和停機保護動作試驗

（10）檢驗DCS顯示；

（11）測量元件與測量盤垂直度檢查；

（12）固定支架.

軸向位移在調(diào)試過程中，具體如何模擬汽輪機的軸向移動？

在汽輪機處于冷態(tài)并且推力盤靠死工作面零位時使得查詢電壓為-10VDC，將百分表打在傳感器支架上，并將百分表指示定于零位，調(diào)節(jié)移動傳感器支架，模擬運行中大軸的軸向移動，除零位外在全量程選取4個點，負向正向各兩點進行全量程模擬汽輪機的軸向移動。

（來源：儀表通訊社）