BENTLY 3500/44M 176449-03是贝克休斯旗下本特利内华达(Bently Nevada)公司生产的3500系列机械保护系统中的一款双通道轴向位置监测模块。该模块专为监测旋转机械的轴向位移而设计,通过接收来自两个涡流探头系统的信号,连续、高精度地测量转子相对于推力轴承的轴向位置,是防止因推力轴承失效、流体冲击或其他原因导致转子轴向窜动、进而发生灾难性设备损坏的核心保护设备。
在一座大型发电厂的蒸汽轮机上,转子在运行中会受到巨大的蒸汽推力。BENTLY 3500/44M模块在此扮演着“轴向位移哨兵”的角色。两个涡流探头被安装在推力轴承附近,轴向对准转子的推力盘或一个凸缘。3500/44M模块持续监测这两个探头的间隙电压。当转子因某种原因(如推力瓦磨损、平衡活塞失效)发生轴向移动时,探头间隙变化,模块计算出精确的位移值。一旦位移值超过警告设定点,会提醒运行人员注意;若继续增大至危险设定点,模块会立即发出停机信号,通过跳闸系统强制停机,防止转子与静子部件发生刮擦或碰撞,保护了价值数亿元的关键机组。
主要参数 | 数值/说明 |
产品型号 | 3500/44M |
部件号 | 176449-03 |
制造商 | 本特利内华达 (Bently Nevada, 现属 Baker Hughes) |
产品类别 | 轴向位置监测模块 |
适用系统 | 本特利内华达 3500 系列机械保护系统 |
通道数量 | 2个独立监测通道(通常构成冗余或差分测量) |
输入信号 | 来自涡流探头系统(探头、延伸电缆、前置器)的间隙电压信号 |
测量参数 | 轴向位移(正/反两个方向) |
测量原理 | 通过监测两个探头的间隙电压变化来计算轴向位移量 |
报警点 | 每通道提供警告(Alert)和危险(Danger)两个独立可设报警点 |
方向判断 | 可识别轴向位移的方向(朝向探头A或探头B) |
TMR支持 | 可配置为三重模件冗余(TMR)模式,满足高安全性应用 |
输出信号 | 4-20 mA 模拟输出(可选),继电器触点输出(报警/危险) |
创新点1:冗余测量与高可靠性设计。3500/44M通常采用两个涡流探头以“差分”或“冗余”方式安装。模块内部电路持续比较两个通道的信号。这种设计不仅提高了测量的可靠性(单一探头故障可通过逻辑被检测并屏蔽),还能通过计算两个探头间隙电压的差值来精确得到轴向位移量,消除了转子径向振动对轴向测量造成的误差。创新点2:精确的方向识别与早期预警。该模块能够精确判断转子轴向移动的方向(例如,是朝向驱动端还是非驱动端)。这一功能至关重要,因为它可以帮助诊断故障根源(如哪一侧的推力瓦可能磨损),为运行人员提供早期预警和精准的操作指导,实现预测性维护,避免事故扩大。创新点3:可配置的TMR架构与安全完整性。对于像轴向位移保护这样的关键安全功能,3500/44M支持配置为TMR(三重模件冗余)模式。三个模块同时对探头信号进行采集和判断,采用“三选二”的表决逻辑输出最终停机指令。这种架构确保了即使一个模块出现故障,系统仍能正确执行保护功能,满足了SIL 2及以上等级的安全要求,为关键设备提供了最高级别的保护。
案例:天然气输送管线离心式压缩机轴向位移保护。某天然气加压站的核心离心式压缩机在运行中,BENTLY 3500/44M模块的“警告”报警被触发,显示转子向非驱动端有轻微窜动。运维人员根据位移方向和趋势,判断可能是非驱动端推力轴承的油温或油压存在异常,随即进行调整并加强监控,避免了位移进一步恶化。几天后,在一次快速的负荷变动中,位移值突然增大并触及“危险”设定点,3500/44M毫秒级内发出停机信号,避免了转子与机壳的严重摩擦事故。事后检查发现推力瓦确有早期磨损。这次成功动作避免了上千万元的设备损失和管线停运带来的巨大经济损失。
1. 1.涡流探头系统:包括8mm 涡流探头(如133300-01)、延伸电缆和前置器(如330104-...),是44M的信号来源。
2. 2.探头安装夹具:用于精确安装和调整两个轴向探头,确保其对准和间隙一致。
3. 3.3500/42M振动监测模块:与44M协同工作,提供全面的振动保护。
4. 4.3500/92通信网关:将轴向位移数据及报警信息上传至DCS或资产管理系统(如System 1™)。
5. 5.本特利内华达 System 1™软件:用于趋势分析、诊断和生成报告。
6. 6.3500/15电源模块:为整个系统供电。
BENTLY 3500/44M 176449-03的安装、配置和维护必须由专业人员进行。两个探头的安装精度至关重要,需确保它们轴向对齐,并且初始间隙电压设置正确。模块安装到机架后,需通过专用软件进行组态,包括设定报警值、报警延时、探头校验参数(灵敏度、线性范围)等。日常维护主要是通过软件监控位移趋势和两个通道的一致性。定期功能测试应使用校准仪模拟探头间隙电压的变化,验证从探头输入到报警输出的整个回路的准确性。对于TMR系统,还需定期进行通道切除测试,验证冗余功能的完好性。
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