Ventaja del sensor de desplazamiento por corrientes de Foucault en la turbina de vapor

Las turbinas de vapor, como equipos energéticos cruciales en la industria moderna, desempeñan un papel vital en diversos campos, como la generación de energía, la ingeniería petrolera y la química. El funcionamiento estable de su maquinaria rotativa es fundamental para la seguridad y la fiabilidad de todo el sistema de producción. La vibración radial es un problema común durante el funcionamiento de las turbinas de vapor. Si no se monitoriza y controla con precisión y rapidez, puede provocar fallos en el equipo o incluso accidentes. Los sensores de desplazamiento por corrientes de Foucault, con sus ventajas únicas de rendimiento, se han aplicado ampliamente en la medición en línea y la protección de la vibración radial de la maquinaria rotativa de turbinas de vapor, lo que proporciona una sólida garantía para el funcionamiento estable del equipo.

Sensor especial de corrientes de Foucault para turbinas de vapor

I. Principio de funcionamiento de los sensores de desplazamiento por corrientes de Foucault

Los sensores de desplazamiento por corrientes de Foucault funcionan según el principio de inducción electromagnética. Cuando la sonda del sensor se aproxima a un objeto conductor (como el eje de una turbina de vapor), el campo electromagnético de alta frecuencia generado por la bobina de la sonda induce corrientes de Foucault en la superficie del objeto. Estas corrientes de Foucault, a su vez, producen un campo magnético opuesto al campo original, lo que afecta la inductancia de la bobina de la sonda. Midiendo el cambio en la inductancia de la bobina de la sonda, se puede obtener el desplazamiento relativo entre el objeto y la sonda.

II. Medición de la vibración radial de máquinas rotativas de turbinas de vapor

1. Composición del sistema

El sistema sensor de desplazamiento por corrientes de Foucault suele constar de una sonda, un cable de extensión y un preamplificador. La sonda es la parte que entra en contacto directo con el objeto a medir, y su tamaño y forma se seleccionan en función de los requisitos de la medición. El cable de extensión se utiliza para conectar la sonda y el preamplificador, y su longitud se puede determinar según las condiciones de instalación in situ. El preamplificador se encarga de amplificar, procesar y convertir la señal detectada por la sonda, generando una señal que puede monitorizarse y analizarse.

2. Proceso de medición

Durante el funcionamiento de una turbina de vapor, la sonda del sensor de desplazamiento por corrientes de Foucault se instala cerca del eje, manteniendo una cierta distancia con respecto a su superficie. Cuando el eje experimenta vibración radial, la distancia entre el eje y la sonda varía, y el sensor detecta este cambio y lo convierte en una señal eléctrica. Tras el procesamiento por el preamplificador, se pueden obtener datos en tiempo real sobre la vibración radial del eje. Estos datos se transmiten al sistema de monitorización para la visualización, el registro y el análisis en tiempo real de la vibración del eje.

3. Ventajas de la medición

(1) Medición sin contacto: Los sensores de desplazamiento por corrientes de Foucault utilizan un método de medición sin contacto, que no causa desgaste ni interferencia en el objeto que se está midiendo, lo que los hace adecuados para medir los ejes giratorios de alta velocidad de las turbinas de vapor.

(2) Alta precisión y resolución: Pueden medir con precisión cambios minúsculos de desplazamiento, con una resolución de nivel submicrónico, detectando eficazmente las vibraciones minúsculas de los ejes de las turbinas de vapor.

(3) Respuesta dinámica rápida: Pueden rastrear cambios rápidos de vibración del eje en tiempo real, proporcionando datos precisos para el monitoreo dinámico del equipo.

(4) Fuerte capacidad antiinterferencia: en entornos industriales complejos, tienen una fuerte resistencia a las interferencias electromagnéticas y de vibración, lo que garantiza la estabilidad de la señal de medición.

III. Protección de seguridad contra vibraciones radiales en ejes de máquinas rotativas de turbinas de vapor

1. Diagnóstico de fallas y alerta temprana

Mediante el análisis en tiempo real de los datos de vibración radial medidos por el sensor de desplazamiento por corrientes de Foucault, se pueden detectar oportunamente vibraciones anormales en el eje de la turbina de vapor. Por ejemplo, cuando el eje presenta fallas como desequilibrio, desalineación o fricción, la señal de vibración experimenta cambios significativos. El sistema de monitoreo puede emitir señales de alerta temprana basadas en umbrales de alarma preestablecidos cuando la amplitud de la vibración excede el rango normal, alertando a los operadores para que tomen las medidas necesarias para evitar un mayor deterioro de la falla.

2. Mecanismo de protección

En el sistema de protección de seguridad de la turbina de vapor, los datos de medición del sensor de desplazamiento por corrientes de Foucault pueden servir como una importante señal de entrada. Cuando la vibración radial del eje supera el límite de seguridad, el sistema de protección puede activar automáticamente un procedimiento de parada de emergencia, cortando la alimentación de la turbina de vapor para evitar daños en el equipo debido a vibraciones excesivas y garantizar la seguridad del equipo y del personal.

3. Guía de mantenimiento y revisión

Los datos de vibración radial acumulados a largo plazo también pueden servir de referencia para el mantenimiento y la revisión de la turbina de vapor. Mediante el análisis de tendencias de los datos de vibración, se pueden predecir con antelación posibles fallos en los equipos, lo que permite planificar racionalmente los planes de revisión, reduciendo así el tiempo de inactividad y los costes de mantenimiento. Además, con base en las características de los datos de vibración, se puede determinar la ubicación y la causa específicas de la falla, lo que proporciona una guía clara al personal de mantenimiento y mejora la eficiencia y la calidad del mantenimiento.

Los sensores de desplazamiento por corrientes de Foucault, con sus ventajas de medición sin contacto, alta precisión, alta resolución, rápida respuesta dinámica y alta capacidad antiinterferente, desempeñan un papel fundamental en la medición en línea y la protección de la vibración radial de los ejes de maquinaria rotatoria de turbinas. Al monitorear la vibración radial del eje rotatorio en tiempo real, se pueden detectar rápidamente anomalías en el equipo, lo que proporciona datos precisos para el diagnóstico de fallas, la alerta temprana y la protección, garantizando así la operación estable y la seguridad de la producción de la turbina. Con el continuo desarrollo de la tecnología de sensores y la profundización de sus aplicaciones, los sensores de desplazamiento por corrientes de Foucault se aplicarán cada vez más ampliamente en el sector industrial, ofreciendo garantías más fiables para la seguridad y fiabilidad de la operación de diversas maquinarias rotatorias.