發電廠2×600MW機組TSI升級改造

俞玉春

（山西漳電大唐塔山發電有限公司，山西大同037001）

1 引言

TSI系統是保證機組正常運行的關鍵部分，也是發電廠運營期間需要著重關注的保護系統。TSI系統的作用在于不間斷的對汽輪機發電機組轉子、汽缸機械運行參數等進行監測，如果運行參數超出設定值，則會發出預警。目前發電廠對相關設備進行了升級改造，其中包括2×600MW空冷汽輪機，針對2×600MW機組TSI升級改造，是該廠關注的主要工作。

2 工程概況

發電廠2×600MW空冷機組系哈爾濱汽輪機廠有限責任公司設計生產的NZK600-16.7/538/538型空冷一次中間再熱、三缸四排氣、單軸、雙背壓、凝汽式汽輪發電機組。

發電廠600MW汽輪機啟動方式為高中壓缸聯合啟動，0至2900RPM由高壓主門及中壓調門控制，轉速達到2900RPM時切換到高壓調門及中壓調門控制升速、并網、帶負荷。每臺機組配有兩個高壓主汽門（TV）、四個高壓調門（GV）、兩個中壓主汽門（RSV）和四個中壓調門（IV）。

600MW汽輪機機組啟動運行方式采用定-滑-定運行模式、高中壓缸聯合啟動模式；負荷性質為帶基本負荷，可以調峰運行；周波變化范圍在 48.5～50.5Hz之間；機組額定出力為600MW；主汽閥的前額定蒸汽壓力和前額定蒸汽溫度分別為 24.2MPa（a）、566℃。

3 原設備實際應用概況

3.1 應用現狀

發電有限公司＃2機組TSI系統所應用的是由德國EPRO公司所生產的MMS6000系統，應用時間為2008年。在這10年間，監視模件、電源板、輸出繼電器等諸多電子元器件、48芯插座接線相繼出現老化的現象，尤其是近幾年，設備運行期間電源模塊損壞問題接連發生，軸承振動以及轉速等比較重要的監視模件也面臨損壞，致使汽輪機運行期間一些重要的參數丟失，嚴重影響到機組正常運行。

3.2 應用問題

＃2機組TSI系統安裝框架應用老式48針底座式框架，開關量輸出則是采用外置繼電器，因為應用的時間比較長，導致設備嚴重老化，運行過程中逐漸出現了信號波動、報警拒動等問題。另外，監視模件和電源板這些電子元器件也面臨老化，監視模件、電源板已經出現多次損壞，致使機組在運行期間丟失了一些比較重要的參數。

4 2×600MW機組TSI升級改造要點

4.1 背板框架方面

第一，原系統中48針式框架需要更換為新框架—IMR6000/10保護框架，其屬于背板式框架。升級改造過程中，背板接線建議使用模件插針式，將原本的原繞線回路去掉，以免因為繞線氧化、松動出現接觸不良問題，或者信號波動現象。圖1、2為兩種框架對比圖。

圖1 升級前框架圖

圖2 升級后框架圖

第二，完成升級的IMR6000/10框架，保證所有框架都有對應的A6740繼電器模塊，且這一模塊可以監測每一個測量模塊，展開多重邏輯運算的同時也會發出開關量信號。繼電器模塊以16路開關量輸出代替了傳統的輸出方式，使報警輸出更加可靠。

4.2 模件方面

第一，將UES815系列電源全部替換為艾默生專用電源，采用集中供電方式，確保系統供電的安全可靠；第二，對系統內部的軸位移、脹差、軸承振動、超速以及健相舊卡件等所有監視模件替換成為CSI6500系統A系列模件，待升級改造結束之后再進行系統調試。

5 2×600MW機組TSI升級改造實施

5.1 單體校驗

5.1.1 入庫檢查

相關器件在入庫之前需要進行檢查，一般新建機組TSI系統都是生產廠家負責，因此開箱之后需要保證機組包裝的完好性，機組外觀不存在明顯的破損，且型號與規格等符合要求［1］。開箱檢查時廠家代表必須要在現場，如果發現問題方便及時聯系。

5.1.2 探頭檢查

探頭校驗要與前置器、預制電纜同步，涉及到的相關數據也要與出廠報告保持一致。校驗器械材質、校驗架和檢測盤材料是必須要注意的三個部分，確保其與汽輪機主軸材料一致［2］。元件的測量與校驗要最大程度的符合安裝要求，對轉速進行校檢，探頭和測速齒輪盤的間距控制在0.8～1.2mm之間，確保運行敏捷性。

5.1.3 元器件安裝

技術校驗這一流程之后，所有元件會組織試裝，期間了解安裝孔數量、尺寸以及安裝螺紋等是否符合規定，保證其可以順利的安裝在傳感器上。同時，元器件安裝也可以提前發現后期運行過程中可能存在的問題，做好提前防控［3］。

5.2 機組調試

5.2.1 現場標定

600MW機組現場安裝支架一般都會提供調整支架，通過移動探的方式對大軸移動最終效果進行模擬，期間便需要展開現場標定。具體需要組織TSI監測模塊校檢工作，重點針對報警、輸出屬性展開，對校檢過程中的數據進行詳細記錄，尤其是間隙電壓和線性化處理產生的數據。

5.2.2 參數設置

因為機組本身帶有靈活性特點，支持上位機運行參數、報警參數與保護參數的設置，期間也能夠對所有通道中形成的TSI參數以及傳感器運行狀態進行采集，檢查并調整系統內所有卡件的參數，包括傳感器的靈敏度系數、報警延時值以及零轉速滯回值等［4］。參數的設置與調試過程中，按照生產廠家提供的資料做好校對工作，其中需要注意，如果出現軸承蓋振動這一現象，一般是將其作為顯示報警處理，無需保護，若現場顯示報警信號，可以使用手持式測振儀組織檢測，保證元件不存在松動問題。

6 系統升級改造效果

2×600MW機組TSI系統的升級改造，使TSI軟、硬件滿足原系統所有功能要求，例如汽輪機軸系參數監測過程中，振動、偏心、鍵相、轉速、軸位移、脹差、熱膨脹、信號傳輸，邏輯判斷等功能與要求相符，系統的穩定性也有所提高。

鑒于TSI系統的應用時間已經超過10年，加之48芯插座接線也出現了老化的現象，嚴重影響到系統運行的穩定性，為了保證監視卡件和電源模件等功能的正常發揮，必須要更新TSI系統的所有卡件，及時做好系統升級工作。因為原本的電源模件已經進行了更新，新電源模件在應用時要改造原控制機架，建議將系統框架、電源等監視模件升級，保證元件的正常使用。

7 結束語

綜上所述，發電廠汽輪機2×600MW機組TSI的升級與改造，一方面將老化的器件替換，解決了運行不安全的問題。另一方面將機組管理制度進行了完善，確保TSI軟、硬件與原系統功能要求相符，這對于今后汽輪機運行、維護等工作有重要的指導作用。