某電廠330MW機(jī)組TSI系統(tǒng)中軸振的改造

摘 要：對330MW機(jī)組的汽輪機(jī)監(jiān)測保護(hù)系統(tǒng)（TSI）中軸振的保護(hù)邏輯和硬件分配進(jìn)行較詳細(xì)的介紹，在提高機(jī)組軸振保護(hù)的可靠性和測量的穩(wěn)定性方面取得明顯的效果。

關(guān)鍵詞：TSI；軸振；改造

1 TSI系統(tǒng)概述

汽輪機(jī)監(jiān)測保護(hù)系統(tǒng)（TSI）能連續(xù)、準(zhǔn)確、可靠地監(jiān)視汽輪發(fā)電機(jī)組在起動、運(yùn)行和停機(jī)過程中的重要參數(shù)變化，如：汽機(jī)轉(zhuǎn)速、軸位移、軸振、絕對振動、偏心、絕對振動、膨脹等，并在機(jī)組異常及危急工況時(shí)，能準(zhǔn)確判斷并發(fā)出保護(hù)動作指令，以確保機(jī)組的安全。TSI測量信號的保護(hù)邏輯組合方式應(yīng)合理，既要防止誤動作，又要避免拒動，TSI的測量數(shù)據(jù)必須準(zhǔn)確可靠，真實(shí)的反應(yīng)實(shí)際情況，盡可能避免虛假信號的輸出。

TSI系統(tǒng)采用本特利3500監(jiān)測系統(tǒng)，軸振測量的探頭為電渦流傳感器。汽機(jī)共有八個軸瓦，每個軸振的測量為雙探頭布置（即X和Y方向，±45°）。

2 TSI系統(tǒng)中軸振改造的必要性

某廠300MW火電機(jī)組運(yùn)行時(shí)間不長，TSI系統(tǒng)逐步暴露出一些問題，隱患較多，TSI系統(tǒng)測量值時(shí)有波動、突變等異常發(fā)生，容易導(dǎo)致機(jī)組誤跳閘，嚴(yán)重威脅機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。并且TSI保護(hù)邏輯不完善，當(dāng)汽機(jī)轉(zhuǎn)速小于2900rpm時(shí)，任意軸振大就跳機(jī)；當(dāng)汽機(jī)轉(zhuǎn)速到達(dá)3000rpm時(shí)無軸振保護(hù)。為了保證TSI系統(tǒng)測量的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性，解決TSI系統(tǒng)引起的誤動作、誤跳閘以及無保護(hù)動作問題，對TSI系統(tǒng)進(jìn)行了升級改造。

3 改進(jìn)方案

3.1 邏輯的優(yōu)化

汽機(jī)#1～#8瓦軸振的保護(hù)取消轉(zhuǎn)速的約束，跳閘邏輯改為當(dāng)前瓦的X方向或者Y方向的保護(hù)值與上該瓦左右臨近瓦相對振動的任意報(bào)警值作為觸發(fā)跳機(jī)保護(hù)的條件。

假設(shè)X方向軸振報(bào)警信號為XA1，X方向軸振跳閘信號為XA2，Y方向軸振報(bào)警信號為YA1，Y方向軸振跳閘信號為YA2，邏輯輸出信號為Lout。以3瓦軸振為例，邏輯保護(hù)輸出為：

3Lout=（3XA2+3YA2）×2XA1+2YA1+4XA1+4YA1）

按機(jī)組振動規(guī)律，當(dāng)發(fā)生軸振大時(shí)當(dāng)前瓦X、Y方向均會有較大反應(yīng)；按軸瓦的布置來考慮，每個瓦的X、Y方向軸振的測量裝置是布置在一起的，即延長電纜、前置器和信號電纜，當(dāng)發(fā)生干擾時(shí)，當(dāng)前瓦X、Y方向也會同時(shí)有較大反應(yīng)。綜合考慮，按圖1所示的保護(hù)邏輯可保證保護(hù)測點(diǎn)可靠性的同時(shí)明顯降低誤動的可能性。同時(shí)把汽機(jī)振動跳閘出口和報(bào)警出口延時(shí)時(shí)間均改為1秒。

3.2 硬件的修改

通過合理的設(shè)計(jì)，分散3500/32四通道繼電器輸出模塊中的保護(hù)動作邏輯，減小了因某一塊卡件或某一DO口故障導(dǎo)致保護(hù)拒動情況的發(fā)生。具體布置如下：

地址為10的3500/32繼電器模塊1通道中的邏輯為1、2、3、4瓦A路的保護(hù)。

地址為11的3500/32繼電器模塊1通道中的邏輯為1、2、3、4瓦B路的保護(hù)。

地址為12的3500/32繼電器模塊1通道中的邏輯為5、6、7、8瓦C路的保護(hù)。

地址為13的3500/32繼電器模塊1通道中的邏輯為5、6、7、8瓦B路的保護(hù)。

地址為14的3500/32繼電器模塊1通道中的邏輯為1、2、3、4瓦C路的保護(hù)，2通道中的邏輯為5、6、7、8瓦A路的保護(hù)。

A、B、C三路分別送到ETS系統(tǒng)三取二邏輯判斷，實(shí)現(xiàn)停止汽輪機(jī)運(yùn)行的指令。

3.3 抗干擾性能改造

主要采取了以下措施來提高TSI系統(tǒng)的抗干擾能力。

當(dāng)探頭與延長電纜的接頭有雜質(zhì)或油污時(shí)，會導(dǎo)致測量系統(tǒng)阻抗不匹配，信號波動。因此，對接前均用專用清洗劑清洗干凈后再對接，最后在接頭處用絕緣膠帶纏繞。

延伸電纜與前置器的端子排接頭松動。隨著時(shí)間的推移，延伸電纜以及前置器原有的接線和緊固接頭，在氧化、氣等一些因素的影響下而產(chǎn)生接觸不良，甚至松動，進(jìn)而出現(xiàn)信號波動。因此，首先拆除就地的端子排，將信號電纜線直接接到前置器上，盡可能減少中間環(huán)節(jié)，減少發(fā)生故障的可能；其次將前置器放于就地保護(hù)盒子內(nèi)，固定好與前置器相接的延長線和信號線，避免信號線受力，最后將保護(hù)盒子接地，達(dá)到屏蔽的作用。

采用3芯帶絕緣外皮軟信號線，每種測點(diǎn)信號使用獨(dú)立的電纜，信號線的敷設(shè)走向須與高電壓電纜垂直，走不同電纜橋架。進(jìn)TSI系統(tǒng)時(shí)，信號線與電源分開捆扎。

TSI系統(tǒng)接地必須可靠，各種信號采用單端接地，接地方在TSI機(jī)柜處。接地電阻滿足設(shè)計(jì)，電源地與信號地共地，減少干擾。

對于延長線與探頭的金屬接頭可能受到蒸汽和潤滑油的侵蝕導(dǎo)致信號波動的情況，采取套上熱縮套管的方法，增加了一層保護(hù)。然后用金屬絲將延長線固定牢固。

4 軸振測量的調(diào)試

軸振測量使用的是電渦流傳感器。此時(shí)測量的振動位移是轉(zhuǎn)子軸表面相對于渦流傳感器探頭間的位置變化，因此又稱作相對振動測量，即軸振。從前置器輸出的電壓是正比于傳感器與測量表面間隙的。

通過模擬前置器送過來的現(xiàn)場振動信號，對TSI系統(tǒng)進(jìn)行模件調(diào)試和保護(hù)傳動，以檢驗(yàn)TSI系統(tǒng)模件及其內(nèi)部邏輯組態(tài)和繼電器回路的正確性。

根據(jù)測量原理可知，前置器的輸出為交流分量疊加在直流分量上的一個電壓值。這樣就可通過信號發(fā)生器來仿真。直流分量可采用在回路中串聯(lián)一個9V干電池的方法來滿足要求；交流分量使用信號發(fā)生器的頻率輸出信號，通過改變頻率信號的交流電壓幅值來仿真汽機(jī)軸系的振動幅度，這樣就可定量模擬出某個振動的報(bào)警值、保護(hù)值。

5 結(jié)束語

本次TSI系統(tǒng)振動的改造，在原基礎(chǔ)上未增加任何成本，但是通過合理的設(shè)計(jì)優(yōu)化以及多項(xiàng)有效的整改措施，既有效的抑制了干擾信號，又完善了保護(hù)的邏輯。消除了影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的隱患，避免了故障停機(jī)造成的經(jīng)濟(jì)損失，確保了汽輪機(jī)運(yùn)行參數(shù)的正確監(jiān)視，給機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。同時(shí)，大大減輕了檢修和維護(hù)的勞動強(qiáng)度。

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作者簡介：姜英偉（1987-），男，遼寧丹東人，本科，助理工程師，主要從事熱控檢修維護(hù)工作。endprint