三只热电偶在轴承瓦温测量及跳机保护中的应用

张南工业知识 2025-04-22 15:44:03
三支热电偶在轴承瓦温测量及跳机保护中的应用

以下文章来源于上海汽轮机厂技术之窗 ,作者上海汽轮机厂

在25项反措中明确要求:重要保护应采用“三取二”、“四取二”等可靠的逻辑判断方式,保护信号应遵循从取样点到输入模件全程相对独立的原则,确因系统原因测点数量不够,应有防保护误动及拒动措施,保护信号供电亦应采用分路独立供电回路。然而众所周知,上海汽轮机厂在煤电、联合循环、核电及工业透平等机组中,广泛使用三支热电偶来实现轴瓦温度监测和机组跳机保护。那么这种配置究竟是否满足25项反措要求?答案当然是肯定的。

上海汽轮机厂采用的轴瓦测温元件不是单支测温元件输出三组信号的结构,而是三支测温元件输出三组信号的结构,每一支独立输出一组信号。三支热电偶结构如图1和图2示意,内部有三个完全独立的热电偶(#1、#2、#3),外部通过屏蔽层包裹成一个整体。每一个热电偶都是独立测量轴瓦温度并输出独立信号,再通过“三取二”逻辑方式参与到汽机保护中。因此,并不违反保护信号遵循从取样点到输入模件全程相对独立的原则。

图1 三支热电偶整体结构示意图

图2 三支热电偶截面结构示意图

那么又为什么要采用这种三支整体式的结构的来作为轴瓦的测温元件?答案是受制于轴瓦的工作特点,使用三支整体式的结构更为准确。我们知道诸如油箱液位测量、凝汽器热井水位测量、凝汽器真空测量、主蒸汽压力/温度测量等都采用三个独立的测量元件并在不同位置处取样测量。这是因为无论容器液位或是管道内蒸汽压力/温度,被测介质的参数基本上不受测量点位置影响。但是,如图3所示,轴瓦温度分布特性决定了轴瓦温度在瓦面上的分布是高度不均匀的,即使是相近测点的瓦温也存在较大的差异。同时,瓦温分布还直接受到机组转子运行状态影响,难以确定三处存在相同瓦温的固定测点。这种工作特点决定了轴瓦温度保护不宜采用任意三点取样的方式,因为这会导致逻辑无法判断。故而使用整体式的三支热电偶是更为合理的。

图3 典型轴瓦温度分布特性示意图(某径向可倾瓦块)

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