石化汽轮机如何实现在线监测?

监测对象与传感器选型

石化汽轮机的监测需要“转轴本体”与“轴承壳体”双管齐下,并覆盖润滑油等辅助系统。

轴系监测(转子本体)

这是监测的核心,主要依赖电涡流位移传感器,因为它能非接触测量,不受油污影响,可精准捕捉转子的微小振动和位移。

  • 径向振动与轴心轨迹:监测转子不平衡、油膜涡动、动静碰磨等。森瑟D8081高精度电涡流传感器是专门方案,灵敏度高达4 V/mm,频响可达10kHz,能捕捉微米级异常。

  • 轴向位移:监控转子窜动,防止推力瓦烧毁。同样可使用D8081系列。

  • 汽缸胀差:监测汽缸与转子的热膨胀差,防止动静碰磨。可选用5E103等电涡流传感器。

  • 末级叶片监测(BTT):针对调峰工况下叶片裂纹、共振风险。森瑟D8402专为此设计,通过叶尖定时(BTT) 技术解算叶片振动,并同步输出测点温度用于补偿,抵抗缸内湿蒸汽和温度波动干扰。

轴承与壳体监测

作为轴系监测的补充,温振一体传感器可直接安装在轴承座上,同步采集振动和温度,用于识别轴承磨损、地脚松动、润滑失效等。

  • 森瑟311AT本安防爆(Ex ia IIC T4 Ga),温振同源采集,抗油污粉尘,专为石化高危现场设计。

  • 森瑟340ATM2:同样是本安型温振一体传感器,可作为透平侧轴承监测的选项。

润滑油与辅助系统

  • 润滑油状态森瑟DVDSEN300在线油液传感器,可监测油品劣化、磨粒浓度,从润滑角度补充设备健康信息。

  • 非接触测温森瑟TH742红外温度传感器,适用于电机外壳等无法安装接触式传感器的关键部位。

系统架构:感知层 + 边缘计算 + 平台层

推荐采用“多传感器 + 边缘计算网关”的架构,实现数据就地处理与快速报警。

感知层:按上述方案在汽轮机前轴承箱、各轴承座、低压缸末级机匣等位置部署传感器。电涡流探头通过M14安装螺母固定在轴承座上,垂直对准转轴或轴瓦背面。对于末级叶片监测,需在机匣圆周布置D8402探头并配置鉴相传感器提供相位基准。

边缘层:这是系统的“大脑”。森瑟IN-SDG系列智能边缘计算采集仪在设备本地完成FFT频谱分析、特征值计算和阈值判断。它支持多通道同步采集,当振动或温度指标超限时,可直接驱动继电器输出报警,并支持Modbus TCP等协议将数据上传至DCS或状态监测系统(TMS)。

平台层:数据最终汇入工厂的状态监测系统(TMS)DCS,进行长周期趋势分析和故障诊断。系统应具备频谱分析、轴心轨迹绘制、Bode图/瀑布图等分析工具,以精准定位故障根源。