汽輪機是一種將蒸汽熱能轉化為機械能的旋轉式動力機械。其工作原理基于能量轉換，高溫高壓蒸汽經噴嘴降壓增速，形成高速汽流沖擊汽輪機葉片，使轉子旋轉，完成熱能到機械能的轉換。

汽輪機功能作用顯著。在發電領域，無論是火力、核能還是其他余熱發電，均是核心設備。火力發電時，燃料燃燒產生蒸汽驅動汽輪機，帶動發電機發電；核電站中，核反應堆產生蒸汽使汽輪機做功。在工業驅動方面，可驅動大型工廠的空氣壓縮機、水泵等設備，為生產提供動力。在船舶領域，為大型艦船提供推進動力。此外，還能通過聯合循環等方式提高能源利用率，合理利用蒸汽，避免能源浪費，對工業生產和能源利用意義重大。汽輪機運行中的主要診斷、檢測系統及其功能如下：一、汽輪機安全監視系統（TSI）1.參數監測軸向位移監視：利用電渦流傳感器原理，傳感器與被測金屬表面（推力盤）構成電容的一個極板，當兩者距離變化時，電容量改變，通過檢測電路轉化為電壓或電流信號，反映軸向位移量。差脹監視：同樣基于電渦流傳感器技術，分別在轉子和汽缸特定位置安裝傳感器，測量兩者因膨脹或收縮速率不同產生的相對位移變化，經信號處理得出差脹數值。缸脹監視：線性差動位移變送器原理，初級線圈通入交流電產生交變磁場，使兩個次級線圈感應出電動勢。當鐵芯隨汽缸膨脹或收縮移動時，兩個次級線圈感應電動勢發生變化，通過檢測電動勢差值得到缸脹位移量。零轉速監視：通常采用磁電式傳感器或接近開關。磁電式傳感器利用電磁感應原理，當有鐵磁材料的齒輪或凸塊隨轉子轉動經過傳感器時，會產生感應電動勢，轉速為零時無信號輸出，觸發零轉速報警。接近開關則是當轉子上的感應部件靠近時，通過電磁或電容等效應產生信號變化，判斷是否處于零轉速狀態。轉速監視：常見的有磁阻式轉速傳感器和光電式轉速傳感器。磁阻式通過測量與轉子旋轉部件（如齒輪）相互作用產生的磁場變化頻率，經轉換得出轉速；光電式則是利用轉子上的遮光板或反光片，通過檢測光信號的變化頻率來確定轉速。振動監視：相對振動監測使用電渦流傳感器測量軸相對于軸承座的振動；絕對振動監測一般采用加速度傳感器，基于壓電效應，將振動產生的加速度轉化為電信號，經積分等處理得到振動位移值。偏心度監視：采用電渦流傳感器在軸頸處測量，轉子旋轉時，因偏心導致傳感器與軸表面距離周期性變化，通過分析傳感器輸出信號的變化幅度和頻率，獲取偏心度信息。相位監視：相位計通過比較兩個相關振動信號的過零時刻或特定相位點的時間差，計算出相位差，以反映振動信號之間的相位關系，幫助分析振動原因。閥位指示：一般通過安裝在調速汽門執行機構上的位移傳感器，如線性差動變壓器（LVDT），將閥門的位移轉化為電信號，從而指示閥位。2.綜合功能可指示機組運行狀態、記錄輸出信號、實現數值越限報警、出現危險信號時使機組自動停機，還能為故障診斷提供數據。二、汽輪機危急遮斷系統（ETS）信號接收與處理：接收來自TSI系統或其他系統的報警或停機信號，并進行邏輯處理。ETS

系統接收來自TSI系統或其他系統或停機監測點的開關量或模擬量信號，這些信號經過輸入模塊進行信號調理和轉換，變為可被邏輯運算模塊識別的數字信號。邏輯運算模塊按照預設的邏輯關系（如

“與”“或”“非”等邏輯）對輸入信號進行判斷和處理。緊急遮斷：當多個保護信號（如超速、軸向位移過大、潤滑油壓低等）中只要有一個滿足跳閘條件時，邏輯運算模塊就判定需要執行緊急遮斷動作。一旦判定需要遮斷，輸出模塊會迅速發出控制信號，控制油動機等執行機構動作，快速關閉主汽門、調速汽門等，切斷汽輪機的蒸汽供應，實現緊急停機，防止事故擴大，減輕事故造成的損失。三、數字電調系統（DEH）轉速與負荷控制：通過轉速傳感器實時監測汽輪機轉子的實際轉速，并與設定的目標轉速進行比較，得出轉速偏差。控制器根據該偏差，按照特定的控制算法（如比例

-

積分

-

微分控制算法，即

PID

算法）計算出控制信號，調整調速汽門的開度，改變進入汽輪機的蒸汽流量，從而控制汽輪機的轉速和負荷。自動同期控制：系統實時監測汽輪機的頻率、電壓和相位等參數，并與電網側的相應參數進行比較。通過調節汽輪機的轉速和勵磁電流，使汽輪機的頻率、電壓和相位逐漸與電網匹配。當兩者參數滿足并網條件時，發出并網指令，實現自動同期并網。參與一次調頻：當電網頻率發生變化時，系統根據頻率偏差信號，按照預先設定的調頻特性曲線，自動調整調速汽門開度，改變汽輪機的進汽量，從而調整汽輪機的出力，使電網頻率恢復到正常范圍。主汽壓力調整：主汽壓力傳感器實時測量主蒸汽壓力，并與設定值比較。當主汽壓力偏離設定值時，控制器通過調節調速汽門開度或鍋爐的燃燒率等方式，改變蒸汽流量或蒸汽產生量，以維持主汽壓力穩定。閥門試驗控制：在進行閥門試驗時，DEH

系統按照預設的試驗程序，單獨控制每個閥門的動作。例如，在進行調速汽門試驗時，依次關閉或開啟各個調速汽門，同時監測閥門的行程、動作時間以及汽輪機的相關運行參數，以檢測閥門的性能和狀態。四、汽輪發電機在線故障診斷專家系統多源數據診斷：能對發電機本體及氫、油、水系統的上百種故障進行綜合診斷，診斷依據包括在線實時數據、在線非實時數據和離線試驗、檢修數據等近百個監測