汽輪機是一種將蒸汽熱能轉(zhuǎn)化為機械能的旋轉(zhuǎn)式動力機械。其工作原理基于能量轉(zhuǎn)換，高溫高壓蒸汽經(jīng)噴嘴降壓增速，形成高速汽流沖擊汽輪機葉片，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，完成熱能到機械能的轉(zhuǎn)換。

汽輪機功能作用顯著。在發(fā)電領域，無論是火力、核能還是其他余熱發(fā)電，均是核心設備。火力發(fā)電時，燃料燃燒產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動汽輪機，帶動發(fā)電機發(fā)電；核電站中，核反應堆產(chǎn)生蒸汽使汽輪機做功。在工業(yè)驅(qū)動方面，可驅(qū)動大型工廠的空氣壓縮機、水泵等設備，為生產(chǎn)提供動力。在船舶領域，為大型艦船提供推進動力。此外，還能通過聯(lián)合循環(huán)等方式提高能源利用率，合理利用蒸汽，避免能源浪費，對工業(yè)生產(chǎn)和能源利用意義重大。汽輪機運行中的主要診斷、檢測系統(tǒng)及其功能如下：一、汽輪機安全監(jiān)視系統(tǒng)（TSI）1.參數(shù)監(jiān)測軸向位移監(jiān)視：利用電渦流傳感器原理，傳感器與被測金屬表面（推力盤）構(gòu)成電容的一個極板，當兩者距離變化時，電容量改變，通過檢測電路轉(zhuǎn)化為電壓或電流信號，反映軸向位移量。差脹監(jiān)視：同樣基于電渦流傳感器技術(shù)，分別在轉(zhuǎn)子和汽缸特定位置安裝傳感器，測量兩者因膨脹或收縮速率不同產(chǎn)生的相對位移變化，經(jīng)信號處理得出差脹數(shù)值。缸脹監(jiān)視：線性差動位移變送器原理，初級線圈通入交流電產(chǎn)生交變磁場，使兩個次級線圈感應出電動勢。當鐵芯隨汽缸膨脹或收縮移動時，兩個次級線圈感應電動勢發(fā)生變化，通過檢測電動勢差值得到缸脹位移量。零轉(zhuǎn)速監(jiān)視：通常采用磁電式傳感器或接近開關(guān)。磁電式傳感器利用電磁感應原理，當有鐵磁材料的齒輪或凸塊隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動經(jīng)過傳感器時，會產(chǎn)生感應電動勢，轉(zhuǎn)速為零時無信號輸出，觸發(fā)零轉(zhuǎn)速報警。接近開關(guān)則是當轉(zhuǎn)子上的感應部件靠近時，通過電磁或電容等效應產(chǎn)生信號變化，判斷是否處于零轉(zhuǎn)速狀態(tài)。轉(zhuǎn)速監(jiān)視：常見的有磁阻式轉(zhuǎn)速傳感器和光電式轉(zhuǎn)速傳感器。磁阻式通過測量與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)部件（如齒輪）相互作用產(chǎn)生的磁場變化頻率，經(jīng)轉(zhuǎn)換得出轉(zhuǎn)速；光電式則是利用轉(zhuǎn)子上的遮光板或反光片，通過檢測光信號的變化頻率來確定轉(zhuǎn)速。振動監(jiān)視：相對振動監(jiān)測使用電渦流傳感器測量軸相對于軸承座的振動；絕對振動監(jiān)測一般采用加速度傳感器，基于壓電效應，將振動產(chǎn)生的加速度轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)積分等處理得到振動位移值。偏心度監(jiān)視：采用電渦流傳感器在軸頸處測量，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，因偏心導致傳感器與軸表面距離周期性變化，通過分析傳感器輸出信號的變化幅度和頻率，獲取偏心度信息。相位監(jiān)視：相位計通過比較兩個相關(guān)振動信號的過零時刻或特定相位點的時間差，計算出相位差，以反映振動信號之間的相位關(guān)系，幫助分析振動原因。閥位指示：一般通過安裝在調(diào)速汽門執(zhí)行機構(gòu)上的位移傳感器，如線性差動變壓器（LVDT），將閥門的位移轉(zhuǎn)化為電信號，從而指示閥位。2.綜合功能可指示機組運行狀態(tài)、記錄輸出信號、實現(xiàn)數(shù)值越限報警、出現(xiàn)危險信號時使機組自動停機，還能為故障診斷提供數(shù)據(jù)。二、汽輪機危急遮斷系統(tǒng)（ETS）信號接收與處理：接收來自TSI系統(tǒng)或其他系統(tǒng)的報警或停機信號，并進行邏輯處理。ETS

系統(tǒng)接收來自TSI系統(tǒng)或其他系統(tǒng)或停機監(jiān)測點的開關(guān)量或模擬量信號，這些信號經(jīng)過輸入模塊進行信號調(diào)理和轉(zhuǎn)換，變?yōu)榭杀贿壿嬤\算模塊識別的數(shù)字信號。邏輯運算模塊按照預設的邏輯關(guān)系（如

“與”“或”“非”等邏輯）對輸入信號進行判斷和處理。緊急遮斷：當多個保護信號（如超速、軸向位移過大、潤滑油壓低等）中只要有一個滿足跳閘條件時，邏輯運算模塊就判定需要執(zhí)行緊急遮斷動作。一旦判定需要遮斷，輸出模塊會迅速發(fā)出控制信號，控制油動機等執(zhí)行機構(gòu)動作，快速關(guān)閉主汽門、調(diào)速汽門等，切斷汽輪機的蒸汽供應，實現(xiàn)緊急停機，防止事故擴大，減輕事故造成的損失。三、數(shù)字電調(diào)系統(tǒng)（DEH）轉(zhuǎn)速與負荷控制：通過轉(zhuǎn)速傳感器實時監(jiān)測汽輪機轉(zhuǎn)子的實際轉(zhuǎn)速，并與設定的目標轉(zhuǎn)速進行比較，得出轉(zhuǎn)速偏差。控制器根據(jù)該偏差，按照特定的控制算法（如比例

-

積分

-

微分控制算法，即

PID

算法）計算出控制信號，調(diào)整調(diào)速汽門的開度，改變進入汽輪機的蒸汽流量，從而控制汽輪機的轉(zhuǎn)速和負荷。自動同期控制：系統(tǒng)實時監(jiān)測汽輪機的頻率、電壓和相位等參數(shù)，并與電網(wǎng)側(cè)的相應參數(shù)進行比較。通過調(diào)節(jié)汽輪機的轉(zhuǎn)速和勵磁電流，使汽輪機的頻率、電壓和相位逐漸與電網(wǎng)匹配。當兩者參數(shù)滿足并網(wǎng)條件時，發(fā)出并網(wǎng)指令，實現(xiàn)自動同期并網(wǎng)。參與一次調(diào)頻：當電網(wǎng)頻率發(fā)生變化時，系統(tǒng)根據(jù)頻率偏差信號，按照預先設定的調(diào)頻特性曲線，自動調(diào)整調(diào)速汽門開度，改變汽輪機的進汽量，從而調(diào)整汽輪機的出力，使電網(wǎng)頻率恢復到正常范圍。主汽壓力調(diào)整：主汽壓力傳感器實時測量主蒸汽壓力，并與設定值比較。當主汽壓力偏離設定值時，控制器通過調(diào)節(jié)調(diào)速汽門開度或鍋爐的燃燒率等方式，改變蒸汽流量或蒸汽產(chǎn)生量，以維持主汽壓力穩(wěn)定。閥門試驗控制：在進行閥門試驗時，DEH

系統(tǒng)按照預設的試驗程序，單獨控制每個閥門的動作。例如，在進行調(diào)速汽門試驗時，依次關(guān)閉或開啟各個調(diào)速汽門，同時監(jiān)測閥門的行程、動作時間以及汽輪機的相關(guān)運行參數(shù)，以檢測閥門的性能和狀態(tài)。四、汽輪發(fā)電機在線故障診斷專家系統(tǒng)多源數(shù)據(jù)診斷：能對發(fā)電機本體及氫、油、水系統(tǒng)的上百種故障進行綜合診斷，診斷依據(jù)包括在線實時數(shù)據(jù)、在線非實時數(shù)據(jù)和離線試驗、檢修數(shù)據(jù)等近百個監(jiān)測