淺談本特利3500監測系統在汽輪鼓風機組中的應用

劉力源　王磊　劉海芳

摘 要：文章通過對安陽鋼鐵集團公司動力廠3#AV100汽輪鼓風機組監測系統的介紹，淺談本特利3 500在對機組安全運行中起到的關鍵性監測作用，并結合現場實際，對其進行一系列的優化，減少因設備問題造成的突發事故，為今后的汽輪鼓風機組監測系統提供案例。

關鍵詞：汽輪鼓風機；監測系統；本特利3 500監測系統；優化

中圖分類號：TM311 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）14-0041-01

安鋼動力廠3#汽輪鼓風機組負責對3#4747高爐進行供風作業，其安全平穩的運行尤為重要。對于這臺大型的汽拖鼓風系統，如何保障其安全穩定的運行成為了重中之重。固采用本特利3500對機組狀態進行監測，還可以通過它對機組的故障進行診斷、分析，提高機組安全運行系數，以保障人身及機組的安全。

1 3500系統簡介

由美國本特利（BENTLY）公司生產的3500監測系統，通過多種傳感器采集和顯示，能夠實現對汽輪鼓風機組振動、位移等信號的監測，還可以將設備的運行狀態和預先設定的報警值進行比較，當超過報警值時，系統可以發出信號使得機組轉為安全運行模式甚至停機，從而保護設備，從而對保證機組的安全。

作為模塊化的設備，1套完整的本特利3500主要包括儀表框架，電源模塊，接口模塊，監測器模塊，繼電器模塊，三重冗余繼電器模塊，通訊網關模塊等模塊，傳感器和3500框架組態軟件。

系統的工作流程：前置放大器將現場傳感器探頭傳送過來的信號進行處理后再傳送給3500監測器框架內的模塊，而模塊在采集數據后，與預先設置的報警值比較，還可將采集數據和比較結果送到其他地方進行處理。

3500框架中模塊的共同特征是內部、外部接線端子都支持熱插拔。即任何一個模塊（安裝在3500框架前端）都能夠在系統供電狀態中拆除和更換而且不影響不相關模塊的工作，例如，在框架有兩個電源，插拔其中一塊電源不會影響3500框架的工作。

3500框架模塊中有內部端子和外部端子。外部端子可以使用電纜把輸入＼輸出模塊與終端連接起來， 而內部端子則用于把傳感器與輸入＼輸出模塊直接連接起來。 外部端子塊一般不能與內部端子輸入/輸出模塊一起使用。

2 3500系統在汽輪鼓風機組中的應用

2.1 硬 件

在3#汽輪鼓風機組中，本特利3500主要對鍵相、位移、振動等參數進行實時監測，并在參數超限時，對機組進行停機連鎖。

在本套系統中，采用3500/25鍵相器模塊，來完成對鍵相的信號采集（鍵相信號是當鍵相標記旋轉到探頭位置時，探頭與被側面距離發生突變，從而使得傳感器產生一次脈沖信號）。采用3500/42 M位移、速度加速度模塊對振動、位移數據的實時監測，并采用3300XL 8 mm電渦流傳感器系統進行數據采集。位移探頭采用與軸水平的位置，垂直于軸系齒輪面的進行安裝，振動探頭采用在垂直于前軸或后軸的成夾角為90 °的平面上。在分析中，將位于同一平面上的兩個振動探頭作為平面坐標的X軸、Y軸，根據探頭所監測的振動信號和鍵相探頭所監測的相位信號.可以繪制出出在該截面軸系軸心的運動軌跡圖和軸的平均位置等，從而利用這些圖形的變化對汽輪機和鼓風機軸系進行故障診斷和分析。這兩種模塊中可設定報警值和停機連鎖值，并輸出到繼電器模塊。

采用3500/324通道繼電器模塊，它是由4個可獨立編程的通道組成，每個通道都可以執行所需要的邏輯運算。不僅如此，在該繼電器模塊上每個通道都可以用“與”和“或”門進行邏輯編程，對框架中任一模塊通道或通道的組合所提供的報警輸入（警告或危險）進行邏輯運算，并將運算結果輸出。該邏輯運算可用組態軟件編程，從而滿足在應用中的各種特殊需要。

3500系統只能完成對各種信號的采集，并完成相應的連鎖控制，但是對于在汽輪機的升速、降速、調速等復雜過程卻無法用其實現。不過3500系統可將所有采集到的數據通過各種方式實時傳送到操作站上，方便運行人員對各項參數進行監測。

2.2 系統組態

在組態軟件上，所有組態用框架都是系統內部設定好的，需要做的僅僅是通過數據線，在電腦上讀取所有模塊的框架模板，然后根據現場設備的運行參數要求修改相應的數據。例如修改振動、位移的報警值和停機值。對繼電器模塊的編程就是通過組態軟件完成。

3 3500系統的組態優化

3.1 缺省設置

設置一：在缺省設置中，當位移、振動等參與連鎖的信號達到停機值時，繼電器模塊就會輸出停機命令，使機組停機。如圖1所示。

設置二：在繼電器模塊中的“與”表決設定（And Voting Setup）中，有兩種類型：正常“與”表決（缺省），當選擇此選項時，如果某個報警參數為非OK或被旁路（由于用戶選擇或者監測器故障），那么組態軟件將把該參數從繼電器邏輯中刪除；真實“與”表決，真實“與”邏輯把非OK或者旁路的報警參數保留在繼電器邏輯中。如果某個被“與”運算的報警參數為非OK或者處于旁路狀態，那么真實“與”邏輯將不會驅動報警。

3.2 存在的問題

在實際的生產中，探頭測量的測量回路中包含探頭，前置器，電纜，接線箱等各種設備，接線箱中大量復雜的接線，現場過大的振動，電纜的正常老化等種種現象都會導致測量值的不準確，會導致3500系統誤報，而且單一的連鎖值存在過保護。

3.3 優 化

設置一：對停機邏輯進行修改，將單一的一選一改為四選二，即無論前軸，后軸，X方向，Y方向，當任意一個振動值達到停機值和另外3個振動值中任意一個達到報警值相與，才能輸出一個停機命令。如圖2所示。

設置二 ：在“與”表決設定中，選擇真實“與”表決。

這兩種設置方式，都有效的避免了在實際工作中，因為損壞，老化或線路干擾等突發狀況下，測量數據誤報導致停機的情況。

4 結 語

本特利3500系統以其優良的特性在3#汽輪鼓風機組中起著重要的作用，不但可以實時監測機組運行過程中的振動、位移等參數，并能實現參數聯鎖停機，能分析各種設備故障，保障了機組安全穩定的運行。

參考文獻：

[1] 永遠.傳感器原理與檢測技術[M].北京：科學出版社，2013.

[2] 肖玲.本特乖1J3500系統在大型機組中的應用[J].自動化應用，2012.