汽轮机TSI（汽轮机监视仪表系统）中，轴向位移测量的核心是通过非接触式传感器实时监测转子沿轴向的位置变化，防止因推力轴承磨损等导致转子与定子部件（如隔板、叶轮）发生轴向碰磨。其具体测量原理如下：

一、测量对象与目的

轴向位移指汽轮机转子相对于定子的轴向窜动距离。正常运行时，转子在推力轴承的限制下保持稳定轴向位置；当推力轴承磨损、润滑油膜破坏或轴向力异常增大时，转子会沿轴向偏移，若偏移量超过安全限值，可能引发转子与静止部件（如汽封、隔板）碰撞，导致设备损坏。

TSI轴向位移测量的目的是：实时捕捉这一偏移量，超限时触发报警或紧急停机。

二、传感器选型与工作原理

轴向位移测量普遍采用电涡流传感器（非接触式），其原理基于电磁感应中的“电涡流效应”：

1.传感器结构：由探头（内置高频线圈）、延伸电缆和前置器组成。探头安装在定子（如轴承座）上，正对转子的推力盘侧面（推力盘是转子上的一个环形凸台，用于传递轴向力）。

2.电涡流效应：

前置器为探头线圈提供高频交变电流（通常1~2MHz），线圈周围产生交变电磁场。

当探头与推力盘侧面（金属导体）存在一定间隙（通常初始间隙1~2mm）时，推力盘表面会感应出涡流电流，涡流产生的反向磁场会削弱探头线圈的磁场，导致线圈阻抗发生变化。

3.信号转换：

轴向位移变化时，探头与推力盘的间隙同步变化，线圈阻抗随之变化，前置器将这一阻抗变化转换为线性的直流电压信号（通常-2~+2V，对应0~2mm间隙变化）。

电压信号的大小直接反映轴向位移量：例如，初始零位对应0V，转子向探头方向移动（正向位移）时电压升高，反向移动时电压降低。

三、测量点设置与零位校准

1.双探头冗余设计：为提高可靠性，通常在推力盘两侧各安装1个传感器（或单侧安装2个），监测推力盘两侧的间隙变化，相互验证数据准确性。

2.零位校准：

机组冷态安装时，调整探头与推力盘的初始间隙（通常1mm），此时设定为“机械零位”（对应轴向位移0值），即转子在推力轴承工作面上的正常位置。

运行中，当转子向非工作推力瓦方向移动（推力轴承磨损），轴向位移显示为正值；向工作推力瓦方向移动，显示为负值（具体正负定义按厂家规范）。

四、保护逻辑

系统预设轴向位移的报警值（如+0.3mm、-0.3mm）和危险值（如+0.5mm、-0.5mm）：

达到报警值时，触发声光报警，提醒运行人员检查；

达到危险值时，TSI输出联锁信号至ETS（紧急停机系统），立即切断汽源，强制汽轮机停机，避免碰磨事故。

安装调试步骤

如图所示汽轮机TSI轴向位移安装示意图，写出轴向位移的安装调试步骤？

（1）汽轮机处于完全冷却状态下进安装、调整零位；

（2）确定探头的型号、灵敏度、测量范围、零点电压；确认TSI传感器探头、延长电缆和前置器；

（3）确定推力间隙；

（4）确定轴位移的零点以及推力盘的位置---推力盘靠死工作面，点检、检修、监理推轴事宜三方会签确认；

（5）确定探头的安装方向及传感器定零；

（6）计算出安装电压：前置器输出电压=零点定位电压±理论显示值×传感器灵敏度，（±代表轴位移的方向）；

（7）TSI组态及线性化；

（8）测量值比对；

（9）报警和停机保护动作试验

（10）检验DCS显示；

（11）测量元件与测量盘垂直度检查；

（12）固定支架.

轴向位移在调试过程中，具体如何模拟汽轮机的轴向移动？

在汽轮机处于冷态并且推力盘靠死工作面零位时使得查询电压为-10VDC，将百分表打在传感器支架上，并将百分表指示定于零位，调节移动传感器支架，模拟运行中大轴的轴向移动，除零位外在全量程选取4个点，负向正向各两点进行全量程模拟汽轮机的轴向移动。

（来源：仪表通讯社）