Преимущество вихретокового датчика смещения в паровой турбине

Паровые турбины, являясь важнейшим энергетическим оборудованием современной промышленности, играют важнейшую роль в различных областях, таких как энергетика, нефтяная промышленность и химическое машиностроение. Стабильная работа их вращающихся механизмов имеет первостепенное значение для безопасности и надежности всей производственной системы. Радиальная вибрация – распространённая проблема при эксплуатации паровых турбин. Отсутствие точного и своевременного контроля и управления может привести к отказу оборудования или даже к авариям. Вихретоковые датчики смещения, обладающие уникальными эксплуатационными преимуществами, широко применяются для оперативного измерения радиальной вибрации вращающихся механизмов паровых турбин и обеспечения их безопасности, обеспечивая надёжную гарантию стабильной работы оборудования.

Специальный вихретоковый датчик для паровой турбины

I. Принцип работы вихретоковых датчиков смещения

Вихретоковые датчики смещения работают по принципу электромагнитной индукции. При приближении зонда датчика к проводящему объекту (например, валу паровой турбины) высокочастотное электромагнитное поле, создаваемое катушкой датчика, индуцирует вихревые токи на поверхности объекта. Эти вихревые токи, в свою очередь, создают магнитное поле, противоположное первоначальному, которое влияет на индуктивность катушки датчика. Измеряя изменение индуктивности катушки датчика, можно определить относительное смещение объекта относительно зонда.

II. Измерение радиальной вибрации вращающихся механизмов паровых турбин

1. Состав системы

Система вихретокового датчика смещения обычно состоит из зонда, удлинительного кабеля и предусилителя. Зонд – это часть, непосредственно контактирующая с измеряемым объектом, его размер и форма выбираются в зависимости от требований к измерению; удлинительный кабель используется для соединения зонда и предусилителя, а его длина может быть определена в зависимости от условий монтажа на месте; предусилитель отвечает за усиление, обработку и преобразование сигнала, обнаруженного зондом, в результате чего формируется сигнал, который можно контролировать и анализировать.

2. Процесс измерения

При работе паровой турбины датчик вихретокового датчика перемещений устанавливается вблизи вала на определённом расстоянии от его поверхности. При радиальной вибрации вала расстояние между валом и датчиком изменяется, датчик регистрирует это изменение и преобразует его в электрический сигнал. После обработки предусилителем данные о радиальной вибрации вала в режиме реального времени могут быть переданы в систему мониторинга для отображения, регистрации и анализа вибрации вала в режиме реального времени.

3. Преимущества измерения

(1) Бесконтактное измерение: датчики смещения на основе вихревых токов используют бесконтактный метод измерения, который не приводит к износу или помехам для измеряемого объекта, что делает их пригодными для измерения высокоскоростных вращающихся валов паровых турбин.

(2) Высокая точность и разрешение: они могут точно измерять мельчайшие изменения смещения с разрешением на субмикронном уровне, эффективно обнаруживая мельчайшие вибрации валов паровых турбин.

(3) Быстрый динамический отклик: они могут отслеживать быстрые изменения вибрации вала в режиме реального времени, предоставляя точные данные для динамического мониторинга оборудования.

(4) Высокая помехоустойчивость: в сложных промышленных условиях они обладают высокой устойчивостью к электромагнитным и вибрационным помехам, обеспечивая стабильность измерительного сигнала.

III. Защита от радиальной вибрации вала вращающегося механизма паровой турбины

1. Диагностика неисправностей и раннее предупреждение

Анализируя данные радиальной вибрации в режиме реального времени, измеренные вихретоковым датчиком смещения, можно своевременно выявлять аномальные состояния вибрации вала паровой турбины. Например, при наличии таких неисправностей вала, как дисбаланс, перекос или трение, сигнал вибрации претерпевает значительные изменения. Система мониторинга может выдавать сигналы раннего предупреждения на основе заданных пороговых значений, когда амплитуда вибрации выходит за пределы нормы, предупреждая операторов о необходимости принятия соответствующих мер для предотвращения дальнейшего ухудшения состояния неисправности.

2. Механизм защиты

В системе защиты паровой турбины данные измерений вихретокового датчика смещения могут служить важным входным сигналом. При превышении радиальной вибрации вала предельно допустимой величины система защиты автоматически инициирует аварийное отключение, отключая электропитание паровой турбины, чтобы предотвратить повреждение оборудования вследствие чрезмерной вибрации и обеспечить безопасность оборудования и персонала.

3. Руководство по техническому обслуживанию и капитальному ремонту

Накопленные за длительный период данные о радиальной вибрации также могут служить справочной базой для технического обслуживания и капитального ремонта паровой турбины. Анализ тенденций изменения данных вибрации позволяет заранее прогнозировать потенциальные неисправности оборудования, что позволяет рационально планировать капитальный ремонт, сокращать время простоя оборудования и затраты на техническое обслуживание. Кроме того, на основе характеристик данных вибрации можно определить точное место и причину неисправности, предоставляя четкие рекомендации для обслуживающего персонала и повышая эффективность и качество обслуживания.

Датчики смещения вихретокового типа, обладающие такими преимуществами, как бесконтактное измерение, высокая точность, высокое разрешение, быстрый динамический отклик и высокая помехоустойчивость, играют незаменимую роль в онлайн-измерении и обеспечении безопасности радиальной вибрации валов вращающихся механизмов турбин. Мониторинг радиальной вибрации вращающегося вала в режиме реального времени позволяет оперативно выявлять аномальные состояния оборудования, предоставляя точные данные для диагностики неисправностей, раннего оповещения и защиты, а также эффективно обеспечивая стабильную работу и безопасность производства турбины. С непрерывным развитием сенсорных технологий и расширением сферы применения, датчики смещения вихретокового типа будут находить все более широкое применение в промышленности, обеспечивая более надежные гарантии безопасности и надежности работы различных вращающихся механизмов.