火力発電所TSI事例：安全なユニット運転のためのタービン機械測定と監視

顧客背景

タービン発電機は火力発電所の心臓部であり、機械量計器はそれを監視する心電図です。私たちがサポートする600MW級発電所の熱計測において、タービンスーパーバイザリーインストルメンテーション（TSI）システムは、軸相対振動、軸受絶対振動、軸方向変位、差動膨張、ケーシング膨張、ロータ偏心、回転速度/ゼロ速度、キーフェイザーを継続的に監視しています。しかし、頻繁なTSI誤警報、ドリフトする測定値、不明確な保守基準が計測チームを悩ませていたため、彼らは信頼性の高い測定および保守システムを再構築するために、当社のエンジニアと協力しました。

課題

• オペレーターを混乱させ、ユニットトリップのリスクをもたらした頻繁なTSI誤警報。
• 軸振動、軸方向変位、膨張チャネルにおける不安定またはドリフトする信号。
• ギャップ電圧が線形領域から外れる、断線または短絡による信号損失、および汚染、緩んだブラケット、センサーの経年劣化による不正確な測定値。
• 機械計測ループの設置、オーバーホール、受け入れに関する明確な基準ベースの手順がない。

ソリューション：包括的な測定および保守システム

当社のソリューションは、3つのコアセンシング技術に基づいた、タービンの機械的状態監視の6つのパラメータファミリー（振動、変位、膨張、回転速度、偏心、キーフェイザー）をカバーしています。

• 渦電流センサー - TSI測定の主力。渦電流効果に基づく非接触測定で、周波数範囲は0〜10 kHz、分解能は0.01 mmまで、油汚染に対する強い耐性があります。典型的な出力は-4 Vから-20 V DCで、ギャップ電圧は線形中間点（200 mV/μm、8 mmプローブの場合約-10 V DC）に設定されています。これらは軸振動、軸方向変位、差動膨張、偏心、キーフェイザー、回転速度測定をカバーします。
• LVDTセンサー - 0〜80 mmまでの大きなトラベルに対応する接触型変位センサーで、線形性は±1% F.S.以内です。主にケーシング膨張および差動膨張の一部に使用されます。TD-2シリーズ熱膨張センサーは、4-20 mAの再送信とローカル表示を提供します。
• 磁電速度センサー - 軸受絶対振動の従来の選択肢で、機械加工された軸受台座にしっかりと取り付けられています。最新のユニットでは、二重積分を備えた圧電加速度計が使用される場合があります。

典型的な600 MWユニットTSI構成

センサーの選択では、プローブコイルの直径が測定範囲を決定します。8 mmプローブは軸振動、偏心、キーフェイザーで約±1 mmをカバーします。11 mmプローブは±2 mm。14 mmプローブは中程度の軸方向変位および差動膨張で±4 mm。25 mmプローブは±6 mm。50 mmプローブは大きな膨張測定で±12 mmをカバーします。

障害処理と保守のハイライト

GB/T 34578-2017およびDL/T 1056-2019に従い、最も一般的な5つの障害ファミリー（出力の不安定またはドリフト、異常なギャップ電圧ジャンプ、信号損失または一定出力、不正確な測定値、頻繁な誤警報）に対する日常点検およびトラブルシューティングメカニズムを確立するのを支援しました。主要なエンジニアリングプラクティスには以下が含まれます。

• シールドケーブルの単一端接地をTSIキャビネット側のみで行い、プローブ側をフローティングさせてグランドループを排除する。
• プローブコイル抵抗（典型的なシリーズで約7.5 Ω ± 0.5 Ω）をチェックして、断線または短絡を特定する。
• 高周波接続部を熱収縮チューブでシールし、DL 5190.4-2019で要求されるように絶縁およびフローティング状態を維持する。
• スラストディスクをスラスト軸受に押し付けた状態でゼロ基準を設定し、模擬摩耗テストで保護設定ポイントを確認する。
• センサーを6〜12ヶ月ごとに校正し、絶縁抵抗を1 MΩ以上に維持し、完全な技術アーカイブを維持する。

成果

レトロフィット後、誤警報は排除され、測定値は信頼できる線形領域に戻り、プラントは設置、定期点検、オーバーホール受け入れ、保護ロジックテスト（DL/T 1012-2006、GB/T 11348.2-2012、GB/T 6075）をカバーする明確な基準ベースのワークフローを獲得しました。軸振動評価は現在、国家基準のA/Bゾーンに対して行われており、すべての測定ループは、長期にわたる安全なタービン運用の監視役として機能しています。

渦電流プローブ、プリプロセッサ、LVDTおよび速度センサーのOEM供給、またはTSIレトロフィットおよびコミッショニングサポートについては、当社のエンジニアリングチームにお問い合わせください。