Рисунок 9 – Расположение точек измерения на турбине
Датчики горизонтальной вибрации располагаются в одной
вертикальной плоскости (один над другим) со стороны агрегатного щита
управления, где расположена система сбора данных.
В этой же плоскости располагается один датчик биения вала у
генераторного и турбинного подшипника (второй датчик биения расположен
в плане под 90º от первого по вращению ротора.
55
В этой же плоскости (со стороны агрегатного щита управления)
устанавливается датчик биения фланцевого соединения валов турбины и
генератора, фазы вращения ротора, измерительный виток. В этой же
плоскости установлены датчики вертикальной вибрации и датчик биения
зеркальной поверхности диска подпятника.
Питание системы осуществляется от резервированных блоков питания
в шкафу контроллеров.
Для питания датчиков предусмотрены два блока питания 220В/ 15В и
220В/ 24В.
Блоки питания расположены рядом с клеммником, который
устанавливается в шкафу контроллеров.
Для приема сигналов и питания датчиков используются
экранированные кабели марки КММ5-0,12. Кабели прокладываются в
имеющихся кабельных каналах на агрегате и подключаются к клеммнику,
расположенному в шкафу контроллеров. От клеммника проведены кабели к
модулям Siemens, расположенных в АЩУ, осуществляющим сбор и
обработку параметров вибрации и биения. Все сигналы должны быть
синхронизированы по времени с отметкой фазы ротора.
Подсистема имеет следующие метрологические характеристики:
основная погрешность виброизмерительного канала, определенная
как приведенная погрешность измерения синусоидальной вибрации во всем
рабочем диапазоне частот аппаратуры, не более 8;
относительный коэффициент поперечного преобразования для
вибропреобразователей инерционного действия в рабочем диапазоне частот
не более 5 %;
Суммарные погрешности:
по вибрациям, не более 8,4%;
по биению вала и диска подпятника, не более 2,5%;
фазы ротора, не более 1%.
56
Дополнительные погрешности в системе при изменении
климатических, механических и электромагнитных влияющих величин в
пределах рабочих условий применения не более предела основной
погрешности аппаратуры.
Способы выражения основной и дополнительных погрешностей – по
ГОСТ 8.401-80.
Метрологическая аттестация и калибровка – ведомственная.
Время непрерывной работы системы составляет 24 часа в сутки. Время
подготовки системы к работе с момента включения питания составляет не
более 10 минут.
Рабочими условиями эксплуатации аппаратуры (за исключением
измерительных преобразователей) являются:
температура окружающей среды от 10 до 30 С;
относительная влажность воздуха от 30 до 80%;
атмосферное давление от 630 до 795 мм рт.ст.;
магнитная индукция внешнего переменного поля частотой 50 Гц не
более 0,5 мТ.
Рабочими условиями эксплуатации виброизмерительных
преобразователей являются:
температура окружающей среды от -10 до 70 С;
относительная влажность воздуха от 10 до 100%;
атмосферное давление от 630 до 795 мм рт.ст.;
содержание масла и воды в окружающей среде от нуля до 100%;
магнитная индукция внешнего переменного поля частотой 50 Гц не
более 50 мТ;
наличие ударных воздействий на сопряженную поверхность объекта
контроля.
Рабочими условиями эксплуатации датчиков биения и оборотов
являются:
57
температура окружающей среды от 5 до 70 С;
относительная влажность воздуха от 10 до 100%;
атмосферное давление от 630 до 795 мм рт.ст.;
содержание масла и воды в окружающей среде от нуля до 100%;
магнитная индукция внешнего переменного поля частотой 50 Гц не
более 50 мТ.
Рабочие условия для выносных преобразователей датчиков биения
такие же, как и для самих датчиков биения, но при отсутствии содержания
масла, при относительной влажности воздуха от 30 до 80%, температуре
окружающей среды от 10 до 60 С.
В качестве датчика биения (6 шт.) применяются вихретоковый датчик
близости ВК316ОС внешний вид представлен на рисунке 10.
Рисунок 10 – Внешний вид датчика ВК316ОС
Средняя наработка на отказ системы не менее 10000 ч. Средний срок
службы системы не менее 10 лет. Среднее время восстановления
работоспособности при наличии ЗИП не более 1 часа.
Подсистема является стационарной и удовлетворяет требованиям
ГОСТ 12.2.007.0-75 для изделий класса 01.
58
При монтаже подсистемы могут вноситься не носящие
принципиального характера изменения в схему электрических соединений,
раскладки кабельных линий, мест установки датчиков.
Датчики биения вала и зеркальной поверхности диска подпятника
имеют следующие характеристики:
Диапазоны измерения перемещений (зазора) 1,0 – 5,0 мм (полный
размах переменной составляющей 4 мм).
Частотный диапазон 0 – не менее 50 Гц.
Первоначальный зазор между датчиком и поверхностью - 3 0,1 мм.
Линейность характеристики “Зазор – Ток“ в диапазоне зазоров 1,0 –
5,0 мм.
Диапазон изменения выходного сигнала 4-20 мА.
Относительная приведенная погрешность измерения не более 2,5%.
Диапазон рабочих температур,
0
С 5 ÷ 70.
Напряжение питания, 24±2,4В.
Длина кабеля между чувствительным элементом и согласующим
устройством до 9 м.
Габаритные размеры чувствительного элемента (DxH) М16х1х40 мм.
Габаритные размеры выносного согласующего устройства
127х75х55мм.
Ток потребляемый от источников питания 24В 100 мА.
Время готовности к работе измерительного комплекта после подачи
напряженияпитания, 2 мин.
Чувствительность (разрешающая способность) не хуже 0,01мм.
Рабочая среда чувствительного элемента с кабелем – масло, вода
100%.
Датчики применяются для измерения перемещений поверхностей из
углеродистой стали, нержавеющей стали и других проводящих материалов.
59
В качестве датчика вибрации (5 шт.) применяется датчик ИВП-05-
0,8/200, рисунок 11.
Рисунок 11 - Датчик ИВП-05-0,8/200
Датчик – акселерометр с усилителем, фильтром и двойным
интегратором в одном корпусе.
Датчик вибрации имеет следующие характеристики:
Диапазон измерения виброперемещений, 500 мкм.
Диапазон выходных токов, 12 8 мА.
Номинальный коэффициент преобразования на базовой частоте
49,85 Гц, 16,0 0,8 мкА/мкм.
Диапазон рабочих частот, 0,8…200 Гц.
Неравномерность АЧХ, в диапазоне 0,8 - 150 Гц не более 5, в
диапазоне 0,8 - 200 Гц не более 8%.
Нелинейность амплитудной характеристики в рабочем диапазоне
виброперемещений, не более 2%.
Диапазон рабочих температур, –10… +70°С.
60
Изменение коэффициента преобразования при изменении
температуры в диапазоне от минус 10 до плюс 70 С, не более 0,05%/°С.
Относительный коэффициент поперечного преобразования, не более
5%.
Допускаемая основная относительная погрешность, не более 6%.
Напряжение питания, (13,5-16) В.
Ток потребления, не более 50 мА.
Габаритные размеры, 27х54х86,5 мм.
Масса, 130 г.
Допустимая длина кабеля до регистратора, 100 м.
Собственный шум преобразователя виброперемещений, не более 140
мкА.
Разъем у датчика - 2РМГ14БП4Ш1В1
Для измерения воздушного зазора между ротором и статором,
измерительный виток укладывается в паз при монтаже обмотки между
изоляцией верхнего стержня и пазовым клином с надлежащей изоляцией и
выводами на клеммник в стакане генератора. Провод – сечением не менее
0,75 мм2 с надлежащей изоляцией, например, МПО-33 в ПВХ трубке.
Емкостной датчик оснащён двумя каналами - сверху и снизу статора.
Один канал состоит из датчика VM 5.0, блока линеаризации LIN250 и
удлинительного кабеля 10м (от датчика до блока линеаризации).
Датчик и блок линеаризации имеет следующие параметры:
Диапазон измерения зазора 5 – 50 мм;
Диапазон температур 0 –125 ºС;
Магнитное поле до 1,8 Т (50 или 60 Гц);
Блок линеаризации LIN250;
Наличие выходов 0-10В и 4-20мА при чувствительности 0,222 В/мм
и 0,356 мА/мм и соответственно;
Напряжение питания 24В.
61
В качестве датчика фазы вращения используется импульсный датчик
оборотов ВК-317 имеющий следующие параметры:
Максимальное расстояние воздействия и установочный размер S,
2,5±0,5 мм;
Диапазон рабочих температур -30 - + 60 ºС;
Гистерезис срабатывания – отпускания, не более 0,2 мм;
Напряжение питания, 24,0 В;
Основная погрешность не более, 0,1 мм;
Диапазон рабочих частот, 0-2000 Гц;
Выходной сигнал ТТЛ 0-4,6 В;
Длина соединительного кабеля 7 м;
Исполнение соединительного кабеля ПВХ оболочка;
Масса датчика без учета кабеля, 100 г;
Габаритные размеры датчика, М20х1, L= 60 мм.
Датчики биения располагаются на установочных кронштейнах,
которые монтируются на опорные части оборудования вблизи измеряемой
поверхности либо на специальный подкос или стойку обеспечивающие
надлежащее расположение датчика и измеряемой поверхности.
Крепления установочных кронштейнов выполняются с помощью
резьбовых соединений, обеспечивающих возможность регулировки
первоначального зазора, при необходимости возможно применение сварки. В
случае применения приварки основания кронштейна к опорной поверхности
должно быть предусмотрено болтовое соединения для возможности снятия
кронштейна при разборке агрегата. Датчик устанавливается на кронштейн с
помощью резьбового соединения на боковой поверхности датчика и двух
гаек с контрящими пластинами.
Та часть кронштейна, на которую непосредственно устанавливается
датчик должна быть параллельна поверхности измерения (или касательной
плоскости к поверхности вала) для исключения перекоса при его установке.
62
Датчики для измерения биения вала у турбинного подшипника
устанавливаются над его корпусом к измерительному пояску на валу
турбины.
Датчик биения зеркальной поверхности диска подпятника
устанавливается на упоре, расположенном между сегментами. Ось
установленного датчика должна располагаться на 50 мм внутрь по радиусу от
наружного края зеркальной поверхности диска подпятника и примерно
посередине от краев двух соседних сегментов.
Крепление вибродатчика к поверхности измерения выполняется с
помощью магнитов входящих в комплект датчика, обеспечивающих плотное
(без зазоров) прилегание контактных поверхностей датчика и поверхности
измерения. Для дополнительной фиксации он охвачен также скобой
прикрепленной винтами к поверхности измерения.
Датчик вибрации устанавливается на приваренный к полке уголок
длиной 120 мм.
Уголок приваривается так, чтобы направление измерения было к оси
вращения ротора и в месте, которое расположено примерно посередине от
спинки сердечника статора до края полки внутри воздухоохладителя.
К датчикам, разъемам, распределительной коробке должен быть
обеспечен свободный доступ.
Электрическое соединение приборов с другими элементами системы
мониторинга выполняется в виде кабельных связей или в виде жгутов
вторичной коммутации.
Прокладка кабелей должна осуществляться согласно журналу
кабельных связей, выбор трассы прокладки кабелей осуществляется на месте
с учетом существующих кабельных полок, лотков, каналов и т.д.
Кабели должны присоединяться к аппаратуре с помощью клеммных
колодок, кабельных наконечников и разъемов. На клеммнике подключение
63
должно осуществляться под винт для жил кабеля сечением до 2,5 мм2, либо с
применением наконечников.
Экраны кабелей связи к датчикам должны быть заземлены на
спецконтур заземления.
Экраны кабелей должны быть изолированы по всей длине кабеля от
металлических частей оборудования, соединяемого с общим контуром
заземления.
Не допускается стыковка двух или более кусков кабеля посредством
пайки, скрутки и др.
Клеммные колодки, штепсельные разъемы и ответные части кабельных
связей должны быть промаркированы в соответствии со схемой.
Сопротивление изоляции между отдельными жилами и каждой жилой
и землей для внешних силовых, входных и выходных цепей должно
составлять не менее 20 МОм при испытательном напряжении 500В.
Для каждого прибора должно быть обеспечено надежное заземление.
Перед монтажом технические средства должны быть осмотрены, при
этом необходимо обратить внимание на маркировку, предупредительные
надписи, отсутствие повреждений, состояние подключаемого кабеля,
наличие средств уплотнения для кабелей и крышек.
Присоединение и отсоединение датчиков необходимо производить при
отсутствии питающего напряжения.
Установку и демонтаж датчиков следует проводить в соответствии с
требованиями инструкций изготовителя.
Установку и демонтаж датчиков вибрации следует проводить, избегая
ударов и падений датчиков, согласно рисунку 11. Датчик вибрации содержит
чувствительный элемент: падение датчика с высоты 1 м может привести к
поломке.
64