Bently Nevada 3500/45 Módulo de monitoreo de desplazamiento

Bently  3500/45  Módulo de monitoreo de desplazamiento

I. Parámetros técnicos

1. Desplazamiento axial

Propósito del monitoreo: Medir el cambio de posición axial del rotor en relación con el estator (unidad: mm o mil), y 

evaluar el desgaste de los cojinetes de empuje, las fluctuaciones de la carga axial y otras condiciones.

Tipo de sensor:

Sonda de corriente de Foucault: Utilizando el principio de inducción electromagnética, mide la distancia entre el metal

conductor y la sonda. El rango lineal suele ser de 0-2mm (correspondiente a una salida de 0-10V).

Debe combinarse con un cable de extensión y un preamplificador para formar una cadena de medición completa.

Principio de medición:

El sensor de corriente de Foucault genera un campo electromagnético de alta frecuencia. Se inducen corrientes de Foucault en la superficie 

del rotor metálico y reaccionan con el campo magnético, causando cambios en la impedancia de la bobina de la sonda. Estos 

cambios luego se convierten en una se?al de voltaje proporcional al desplazamiento por un preamplificador (por ejemplo, 

1mm corresponde a 5V).

Parámetros clave:

Rango de medición: ±2mm (valor típico, personalizable ±5mm)

Linealidad: Error ≤1% FS

Escenarios de aplicación: Monitoreo del desgaste de los cojinetes de empuje de turbinas de vapor, protección contra el movimiento axial de compresores.

2. Expansión diferencial

Propósito del monitoreo: Medir la diferencia de expansión entre el rotor y el cilindro (unidad: mm o mil), para 

prevenir la fricción axial causada por la expansión térmica asincrónica (por ejemplo, durante el arranque y el apagado de una turbina de vapor

 ).

Tipo de sensor:

Arreglo de sensores de corriente de Foucault: Por lo general, se utilizan dos sondas (una para medir la expansión del rotor y la otra para medir 

la expansión del cilindro), y la diferencia se calcula a través de un módulo.

O adoptar un transformador diferencial variable lineal (LVDT) (aplicable a entornos de alta temperatura, como 

instalación en la pared exterior del cilindro).

Principio de medición:

El sensor de expansión del rotor (si se instala cerca del disco de empuje del rotor) se mueve axialmente junto con el rotor.

El sensor de expansión del cilindro (si se instala en la pata del gato del cilindro) se mueve junto con la expansión térmica del

 cilindro.

El módulo calcula en tiempo real la diferencia de desplazamiento entre los dos y muestra el valor de la expansión diferencial

 (por ejemplo, cuando el rotor se expande más rápido que el cilindro, es expansión diferencial positiva).

Parámetros clave:

Rango de medición: 0-50mm (rango típico de una turbina de vapor)

Compensación de temperatura: El módulo está equipado con un sensor de temperatura interno para corregir los errores de medición 

causados por cambios en la temperatura ambiental.

Escenario de aplicación: Cuando la turbina de vapor se inicia en estado frío y la expansión diferencial supera el 

umbral (por ejemplo, + 3mm), es necesario controlar la tasa de calentamiento.

3. Expansión diferencial cónica

Propósito del monitoreo: Medir la diferencia de expansión entre el rotor y el cilindro en la sección cónica 

(por ejemplo, el juego de la superficie cónica desde el cilindro de alta presión hasta el cilindro de media presión de una turbina de vapor

), que es aplicable a maquinaria con estructuras de bloques de cilindro de múltiples etapas.

Características del sensor:

Adoptar sondas de corriente de Foucault con compensación angular (con el ángulo de instalación perpendicular a la superficie cónica), o 

ajustar el desplazamiento de la superficie cónica a través de un arreglo de múltiples sondas;

Se debe calcular con precisión el valor del coseno del ángulo de instalación de la sonda (por ejemplo, cuando el ángulo de instalación 

es de 45°, el desplazamiento real = valor medido ×cos45°).

Principio de medición:

Basado en el principio de medición de la expansión diferencial, pero considerando la influencia de la pendiente de la superficie cónica

 en el desplazamiento (por ejemplo, cuando la conicidad es de 1:10, un desplazamiento axial de 1mm corresponde a un 

cambio radial de 0.1mm), el módulo lo convierte en el valor real de la expansión diferencial a través de algoritmos geométricos

 .

Escenario de aplicación: Monitorear la sincronización de la expansión térmica de bloques de cilindro cónicos de grandes turbinas de vapor

 para prevenir la fricción causada por un juego de la superficie cónica demasiado peque?o.

4. Expansión del carter

Propósito del monitoreo: Medir la expansión térmica del cilindro o del carter (unidad: mm), y evaluar el estado de alineación térmica 

de la unidad (por ejemplo, la expansión desigual del cilindro causa problemas en el árbol).

Tipo de sensor:

Sensor LVDT: El núcleo se mueve junto con la expansión del cilindro, y la bobina muestra una se?al de voltaje 

proporcional al desplazamiento. Puede soportar temperaturas por encima de 300℃.

Sensor de desplazamiento magnetostrictivo: Mide el desplazamiento de la barra telescópica a través de un campo magnético pulsado 

, con alta precisión (±0.01mm).

Principio de medición:

El sensor se fija en la base. La barra de medición se apoya en la pata del gato del cilindro o en el bloque indicador de expansión 

. Cuando el cilindro se expande, empuja la barra de medición a moverse, y la cantidad de expansión se convierte por el

 módulo.

Parámetros clave:

Rango de medición: 0-100mm (para grandes turbinas de vapor)

Calibración del punto de referencia: Tomar el estado frío como el punto cero y mostrar en tiempo real la cantidad de expansión en el

 estado caliente.

Escenario de aplicación: Monitorear la tasa de expansión de los cilindros de la turbina de vapor. Si la diferencia de expansión entre 

la izquierda y la derecha supera 5mm, es necesario inspeccionar el sistema de pasadores deslizantes.

5. Posición de la válvula

Propósito del monitoreo: Medir el grado de apertura de la válvula de regulación de vapor, la válvula de extracción de vapor, etc. de la 

turbina de vapor (unidad: % o mm), monitorear la linealidad de la acción y el tiempo de respuesta de la válvula, y garantizar la precisión de control.

Tipo de sensor:

Sensor de posición de potenciómetro: La barra de conexión del núcleo de la válvula hace girar el potenciómetro, y la salida 

de voltaje es proporcional al grado de apertura.

Sensor lineal magnetostrictivo: Aplicable a entornos de vapor de alta presión, medición sin contacto y larga vida útil.

Principio de medición:

El grado de apertura de la válvula se transmite al sensor a través de la barra de conexión mecánica. El módulo convierte linealmente 

la se?al del sensor (por ejemplo, 0~10V) en el porcentaje de apertura (0%~100%) y admite la comunicación con el

 sistema DCS (por ejemplo, protocolo Modbus).

Escenario de aplicación: En el sistema de control de velocidad de la turbina de vapor, la posición de la válvula y la se?al de velocidad se controlan en bucle cerrado 

. Si la válvula se atasca y causa una retroalimentación de posición anormal, se debe activar una alarma.

Ii. Características técnicas

Función de procesamiento de se?ales:

Algoritmo de calibración lineal incorporado para corregir el error no lineal del sensor de corriente de Foucault (por ejemplo, compensación de los bordes 

del segmento lineal de la sonda);

Admite la validación cruzada de doble canal (por ejemplo, medir el desplazamiento axial con dos sondas y tomar el promedio 

o el valor más alto seleccionado) para mejorar la confiabilidad.

Configuración y salida:

Cada módulo normalmente admite de 4 a 8 canales y se pueden mezclar tipos como desplazamiento axial y 

expansión diferencial.

Se?al de salida: 4~20mA (valor de ingeniería), RS485 (cantidad digital), compatible con el sistema DEH (Control electro-hidráulico digital 

).

Lógica de protección:

Se pueden establecer tres niveles de umbrales de alarma (advertencia, alarma y parada). Por ejemplo, se activará una alarma 

cuando el desplazamiento axial supere + 1.5mm, y se activará una parada cuando supere + 2mm.

Admite la lógica de retraso (por ejemplo, activar la protección solo cuando la expansión diferencial dure 5 segundos y 

supere el límite) para evitar acciones falsas causadas por interferencias transitorias.

Iii. Precauciones para la implementación del proyecto

Instalación del sensor:

El juego inicial entre la sonda de corriente de Foucault y la superficie del metal a medir debe calibrarse estrictamente 

(por ejemplo, 1mm corresponde a una salida de 5V del preamplificador).

El soporte de instalación del sensor de expansión diferencial debe fijarse en una base no expansible para evitar

 errores de medición introducidos por el desplazamiento de la base.

Influencia de la temperatura:

Se debe compensar la deriva térmica de la sonda de corriente de Foucault (por ejemplo, un error de medición del 0.5% 

se causa por cada cambio de 10℃), y el módulo debe estar equipado con un canal de compensación de temperatura.

Los sensores LVDT deben utilizar cables resistentes a altas temperaturas (por ejemplo, aislados de caucho de silicona) en entornos de alta temperatura 

(>200℃).

Calibración y verificación

Calibrar periódicamente el canal de desplazamiento axial con un simulador de desplazamiento estándar (por ejemplo, un indicador de dial en 

combinación con herramientas), y el error debe ser ≤0.5% FS.

El canal de expansión diferencial debe registrar los valores del punto cero de cada sensor en estado frío y comparar 

los datos históricos en estado caliente para determinar la tendencia de expansión.

El módulo 3500/45, a través del monitoreo multidimensional de parámetros de desplazamiento, ofrece una solución de medición precisa 

para las características dinámicas axiales y el estado de expansión térmica de la maquinaria rotatoria, 

especialmente jugando un papel clave en el control de arranque y parada y la prevención de fallas de las turbinas de vapor. En aplicaciones prácticas, es

 necesario combinar las características estructurales del equipo y el proceso térmico, y configurar racionalmente 

las posiciones de los sensores y los parámetros del módulo para lograr la protección mecánica durante todo el ciclo de vida 

del equipo.