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本特利330104-00-05-10-02-00汽轮机探头

更新时间:2021-07-13

简要描述:

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电涡流传感器系统以其独特的优点,广泛应用于电力、石油、化工、冶金等行业,对汽轮机、水轮机、发电机、鼓风机、压缩机、齿轮箱等大型旋转机械的轴的径向振动、轴向位移、鉴相器、轴转速、胀差、偏心、油膜厚度等进行在线测量和安全保护,以及转子动力学研究和零件尺寸检验等方面。


电感线圈产生的磁力线经过金属导体时,金属导体就会产生感应电流,且呈闭合回路,类似于水涡流形状,故称之为电涡流也叫做电涡流效应,其实是电磁感应原理的延伸。


传感器探头里有小型线圈,由控制器控制产生震荡电磁场,当接近被测体时,被测体表面会产生感应电流,而产生反向的电磁场。这时电涡流传感器根据反向电磁场的强度来判断与被测体之间的距离。注意:电涡流传感器要求被测体必须是导体。


电涡流传感器的工作原理

当接通传感器系统电源时,在前置器内会产生一个高频信号,该信号通过电缆送到探头的头部,在头部周围产生交变磁场。

如果在磁场的范围没有金属导体接近,则发射到这一范围内的能量都会被释放;反之,如果有金属导体接近探头头部,则交变磁场H1将在导体的表面产生电涡流场,该电涡流场也会产生一个方向相反的交变磁场。


由于的反作用,就会改变探头头部线圈高频电流的幅度和相位,即改变了线圈的有效阻抗。这种变化与电涡流效应有关,也与静磁学效应有关(与金属导体的电导率、磁导率、几何形状、线圈几何参数、激励电流频率以及线圈到金属导体的距离参数有关)。


假定金属导体是均质的,其性能是线形和各向同性的,则线圈——金属导体系统的磁导率u、电导率σ、尺寸因子r、线圈与金属导体距离δ线圈激励电流I和频率ω等参数来描述。因此线圈的阻抗可用函数Z=F(u,σ,r,δ,I,ω)来表示。


如果控制u,σ,r,I,ω恒定不变,那么阻抗Z就成为距离的单值函数,由麦克斯韦尔公式,可以求得此函数为一非线形函数,其曲线为“S"型曲线,在一定范围内可以近似为一线形函数。


通过前置器电子线路的处理,将线圈阻抗Z的变化,即头部体线圈与金属导体的距离δ的变化转化成电压或电流的变化。输出信号的大小随探头到被测体表面之间的间距而变化,电涡流传感器就是根据这一原理实现对金属物体的位移、振动等参数的测量。


一般来说,传感器线圈的阻抗、电感和品质因数的变化与导体的几何形状、导电率和磁导率有关。也与线圈的几何参数、电流的频率以及线圈到被测导体间距有关。

如果控制上述参数中的一个参数改变,其余的不变,那么就可以构成测位移、测温度、测硬度等的各种传感器。

电涡流式传感器结构比较简单,主要由一个安置在探头壳体的扁平圆形线圈构成。

本特利330104-00-05-10-02-00汽轮机探头

本特利3300XL 8mm电涡流探头,公制,振动探头

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本特利3300XL 8mm电涡流探头,公制,振动探头,位移探头,趋近式传感器

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汽轮机通常在高温高压及高转速的条件下工作,是一种较为精密的重型机械,一般须与锅炉(或其他蒸汽发生器)、发电机(或其他被驱动机械)以及凝汽器、加热器、泵等组成成套设备,一起协调配合工作。


由转动部分和静止部分两个方面组成。转子包括主轴、叶轮、动叶片和联轴器等。静子包括进汽部分、汽缸、隔板和静叶栅、汽封及轴承等。

汽缸

汽缸是汽轮机的外壳,其作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开,形成封闭的汽室,保证蒸汽在汽轮机内部完成能量的转换过程,汽缸内安装着喷嘴室、隔板、隔板套等零部件;汽缸外连接着进汽、排汽、抽汽等管道。

汽缸的高、中压段一般采用合金钢或碳钢铸造结构,低压段可根据容量和结构要求,采用铸造结构或由简单铸件、型钢及钢板焊接的焊接结构。

高压缸有单层缸和双层缸两种形式。单层缸多用于中低参数的汽轮机。双层缸适用于参数相对较高的汽轮机。分为高压内缸和高压外缸。高压内缸由水平中分面分开,形成上、下缸,内缸支承在外缸的水平中分面上。高压外缸由前后共四个猫爪支撑在前轴承箱上。猫爪由下缸一起铸出,位于下缸的上部,这样使支承点保持在水平中心线上。

中压缸由中压内缸和中压外缸组成。中压内缸在水平中分面上分开,形成上下汽缸,内缸支承在外缸的水平中分面上,采用在外缸上加工出来的一外凸台和在内缸上的一个环形槽相互配合,保持内缸在轴向的位置。中压外缸由水平中分面分开,形成上下汽缸。中压外缸也以前后两对猫爪分别支撑在中轴承箱和1号低压缸的前轴承箱上。

低压缸为反向分流式,每个低压缸由一个外缸和两个内缸组成,全部由板件焊接而成。汽缸的上半和下半均在垂直方向被分为三个部分,但在安装时,上缸垂直结合面已用螺栓连成一体,因此汽缸上半可作为一个零件起吊。低压外缸由裙式台板支承,此台板与汽缸下半制成一体,并沿汽缸下半向两端延伸。低压内缸支承在外缸上。每块裙式台板分别安装在被灌浆固定在基础上的基础台板上。低压缸的位置由裙式台板和基础台板之间的滑销固定。

转子

转子是由合金钢锻件整体加工出来的。在高压转子调速器端用刚性联轴器与一根长轴连接,此节上轴上装有主油泵和超速跳闸结构。

所有转子都被精加工,并且在装配上所有的叶片后,进行全速转动试验和精确动平衡。

套装转子:叶轮、轴封套、联轴节等部件都是分别加工后,热套在阶梯型主轴上的。各部件与主轴之间采用过盈配合,以防止叶轮等因离心力及温差作用引起松动,并用键传递力矩。中低压汽轮机的转子和高压汽轮机的低压转子常采用套装结构。套装转子在高温下,叶轮与主轴易发生松动。所以不宜作为高温汽轮机的高压转子。

整锻转子:叶轮、轴封套、联轴节等部件与主轴是由一整锻件削而成,无热套部分,这解决了高温下叶轮与轴连接容易松动的问题。这种转子常用于大型汽轮机的高、中压转子。结构紧凑,对启动和变工况适应性强,宜于高温下运行,转子刚性好,但是锻件大,加工工艺要求高,加工周期长,大锻件质量难以保证。

焊接转子:汽轮机低压转子质量大,承受的离心力大,采用套装转子时叶轮内孔在运行时将发生较大的弹性形变,因而需要设计较大的装配过盈量,但这会引起很大的装配应力,若采用整锻转子,质量难以保证,所以采用分段锻造、焊接组合的焊接转子。它主要由若干个叶轮与端轴拼合焊接而成。焊接转子质量轻,锻件小,结构紧凑,承载能力高,与尺寸相同、有中心孔的整锻转子相比,焊接转子强度高、刚性好,质量轻,但对焊接性能要求高,这种转子的应用受焊接工艺及检验方法和材料种类的限制。

组合转子:由整锻结构套装结构组合而成,兼有两种转子的优点。

联轴器

联轴器用来连接汽轮机各个转子以及发电机转子,并将汽轮机的扭矩传给发电机。现代汽轮机常用的联轴器常用三种形式:刚性联轴器,半挠性联轴器和挠性联轴器。


电涡流传感器在大型旋转机械中的应用

电涡流传感器系统广泛应用于电力、石油、化工、冶金等行业和一些科研单位。对汽轮机、水轮机、鼓风机、压缩机、空分机、齿轮箱、大型冷却泵等大型旋转机械轴的径向振动、轴向位移、键相器、轴转速、胀差、偏心、以及转子动力学研究和零件尺寸检验等进行在线测量和保护。


一、轴向位移测量

对于许多旋转机械,包括蒸汽轮机、燃汽轮机、水轮机、离心式和轴流式压缩机、离心泵等,轴向位移是一个十分重要的信号,过大的轴向位移将会引起过大的机构损坏。轴向位移的测量,可以指示旋转部件与固定部件之间的轴向间隙或相对瞬时的位移变化,用以防止机器的破坏。

轴向位移是指机器内部转子沿轴心方向,相对于止推轴承二者之间的间隙而言。有些机械故障,也可通过轴向位移的探测,进行判别:1、止推轴承的磨损与失效;2、平衡活塞的磨损与失效;3、止推法兰的松动;4、 联轴节的锁住等。

轴向位移(轴向间隙)的测量,经常与轴向振动弄混。轴向振动是指传感器探头表面与被测体,沿轴向之间距离的快速变动,这是一种轴的振动,用峰峰值表示。它与平均间隙无关。有些故障可以导致轴向振动。例如压缩机的踹振和不对中即是。


二、振动测量

测量径向振动,可以由它看到轴承的工作状态,还可以看到转子的不平衡,不对中等机械故障。可以提供对于下列关键或基础机械进行机械状态监测所需要的信息:1、工业透平,蒸汽/燃汽;2、压缩机,空气/特殊用途气体,径向/轴向;3、膨胀机;4、动力发电透平,蒸汽/燃汽/水利;5、电动马达、发电机 ;6、励磁机;7、齿轮箱;8、泵;9、风扇、风机;10、往复式机械。

振动测量同样可以用于对一般性的小型机械进行连续监测。可为如下各种机械故障的早期判别提供了重要信息:

1、轴的同步振动,油膜失稳;

2、转子摩擦,部件松动;

3、轴承套筒松动,压缩机踹振;

4、滚动部件轴承失效,径向预载,内部/外部包括不对中;

5、轴承巴氏合金磨损,轴承间隙过大,径向/轴向;

6、平衡(阻气)活塞磨损/失效 ,联轴器“锁死";

7、轴弯曲,轴裂纹;

8、电动马达空气间隙不匀,齿轮咬合问题;

9、透平叶片通道共振,叶轮通过现象。

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