汽輪機TSI（汽輪機監視儀表系統）中，軸向位移測量的核心是通過非接觸式傳感器實時監測轉子沿軸向的位置變化，防止因推力軸承磨損等導致轉子與定子部件（如隔板、葉輪）發生軸向碰磨。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子相對于定子的軸向竄動距離。正常運行時，轉子在推力軸承的限制下保持穩定軸向位置；當推力軸承磨損、潤滑油膜破壞或軸向力異常增大時，轉子會沿軸向偏移，若偏移量超過安全限值，可能引發轉子與靜止部件（如汽封、隔板）碰撞，導致設備損壞。

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.傳感器結構：由探頭（內置高頻線圈）、延伸電纜和前置器組成。探頭安裝在定子（如軸承座）上，正對轉子的推力盤側面（推力盤是轉子上的一個環形凸臺，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），線圈周圍產生交變電磁場。

當探頭與推力盤側面（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，渦流產生的反向磁場會削弱探頭線圈的磁場，導致線圈阻抗發生變化。

3.信號轉換：

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、測量點設置與零位校準

1.雙探頭冗余設計：為提高可靠性，通常在推力盤兩側各安裝1個傳感器（或單側安裝2個），監測推力盤兩側的間隙變化，相互驗證數據準確性。

2.零位校準：

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

運行中，當轉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范）。

四、保護邏輯

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

達到報警值時，觸發聲光報警，提醒運行人員檢查；

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

安裝調試步驟

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試步驟？

（1）汽輪機處于完全冷卻狀態下進安裝、調整零位；

（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，調節移動傳感器支架，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）