TSI系統兩起故障分析與處理

張超

摘 要：針對MMS6000 TSI系統在630MW超臨界機組中的應用，近年來發生的兩起振動測量故障現象，通過從實際情況、測量回路、工藝、檢修管理等方面分析，并總結經驗教訓，在以后的檢修管理方面進行提高，從而提高TSI系統測量可靠性。

關鍵詞：MMS6000；TSI；振動；檢修管理

概述

某電廠1、2號機組采用上海汽輪機有限公司引進美國西屋技術生產的超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、凝汽式汽輪機，型號為N630-24.2/566/566，設計額定功率為630MW；汽機給水系統設計有2臺50%容量的汽動變速給水泵和一臺30%容量的電動給水泵；汽輪機及汽動給水泵TSI系統配套使用的是德國EPRO公司的MMS6000系列，能監測汽輪機組的振動、軸向位移、脹差、缸脹、偏心、鍵相、零轉速等重要參數以及能監測汽動給水泵振動、軸向位移、偏心、鍵相、轉速、零轉速等重要參數。

振動是汽輪機及重要輔機運行中監測的一個重要參數，振動幅度超標意味著設備不正常或有損壞的風險，比如軸系質量失去平衡（掉葉片、大軸彎曲、軸系中心變化、發電機轉子內冷水路局部堵塞等）、動靜磨擦、膨脹受阻、軸承磨損或軸承座松動，振動超標又會導致機組其他零部件松動甚至損壞，加劇動靜部分摩擦，形成惡性循環，加劇設備損壞程度，因此，大型汽輪機及重要輔機一般都設有振動保護；本文就近兩年來現場出現的振動測量故障進行分析。

1、振動測量

汽輪機振動測量轉子相對于軸承座的徑向振幅，振動傳感器采用PR642 電渦流式傳感器，并配CON021型前置器，電渦流傳感器與前置器形成一個振蕩器，振幅隨著傳感器探頭與金屬被測物接近而衰減，衰減幅度與傳感器探頭和被測物之間的距離成正比，測量系統示意圖如圖1所示。

2、保護設置

（1）汽輪機保護設置

汽輪機振動測量范圍0-500μm，振動報警值設置為125μm，保護值設置為250μm，保護設置為“某一瓦X向振動保護與上此瓦Y向振動報警”或“某一瓦Y向振動保護與上此瓦X向振動報警”延時3s跳機。

（2）汽動給水泵保護設置

汽動給水泵振動測量范圍0-300μm，振動報警值設置為100μm，保護值設置為150μm，保護設置為“任一瓦X向振動保護或此瓦Y向振動保護”延時5s跳機。

3、兩起振動測量故障分析

3. #1機組7X振動測量跳變

（1）2015年2月6日6：20開始，#1機組7X振動測點跳變，如圖2，7X振動最大跳變到500μm；

（2）檢查及處理過程

1、運行人員在就地用測振儀測量#1機#7軸承座振動45μm左右，振動正常；

2、調研歷史趨勢（如圖2）分析，低負荷、升負荷和高負荷過程中，7X振動一直在無規律跳變，同時#7瓦軸承溫度、回油溫度、7Y振動無明顯變化；

3、解除振動保護后對7X振動測量回路進行檢查，就地檢查發現7X振動前置器接線有松動現象，活動接線端子時振動測量跳變現象加劇，緊固約一圈后跳變現象消失；并進行進一步檢查；

4、測量7X振動前置器電源電壓（24.2VDC）、間隙電壓（-10.5VDC），均在正常范圍內；

5、用500V搖表測量信號線間及線對地之間絕緣良好；

6、晃動振動傳感器探頭及延長線，振動指示無明顯波動；

7、截止目前，#1機組7X振動測量正常。

（3）原因分析

前置器處接線松動是振動測量跳變的直接原因，主要是由于檢修工藝不滿足要求引起。

3. #1機1A汽動給水泵1X振動測量跳變

（1）2015年10月29日20：23：13，#1機組1A汽動給水泵1X振動測量跳變，如圖3，1X振動最大跳變到162.6μm，跳變時間1s；

（2）檢查及處理過程

1、調閱該時間段前后監控錄像，無人員在此區域活動，可以排除人為因素；

2、調研歷史趨勢（如圖3）分析，1X振動跳變前后，機組負荷、1A汽動給水泵轉速、1Y振動平穩，其他相關參數無異常；

3、解除振動保護后對1X振動測量回路進行檢查，測量1X振動前置器電源電壓（24.3VDC）、間隙電壓（-12.3VDC），均在正常范圍內；

4、就地檢查前置器接線緊固，晃動接線未發生振動測量跳變；

5、晃動振動傳感器延長線，在探頭和延長線中間LEMO頭附近晃動時，偶爾有振動測量跳變現象；

6、將探頭和延長線拆開發現LEOM頭未經絕緣處理（示意圖4），在運行過程中，出現LEMO頭偶爾接觸金屬鎧裝外殼部分，導致振動測量跳變；正常應該將傳感器包裝袋附件中熱縮套管截取55mm，熱縮套管套在LEMO頭中間適當位置（示意圖4），用熱風槍將熱縮套管加熱至緊縮在LEMO頭上，最后將LEOM頭鎧裝外殼擰緊，將就地1X振動傳感器LEMO用熱縮管處理后，并進行進一步檢查；

7、用500V搖表測量信號線間及線對地之間絕緣良好；

8、晃動振動傳感器接線及延長線，振動指示無明顯波動；

9、截止目前，1A汽動給水泵1X振動測量正常。

（3）原因分析

振動傳感器與延長線之間的LEMO頭絕緣不合格是振動測量跳變的直接原因，主要是由于檢修工藝不滿足要求引起。

4、經驗總結

4.1故障處理方面

（1）通過近幾年的維護實踐，對于MMS6000 TSI系統來說，一般出現長時間持續性測量跳變是由于前置器接線松動、TSI系統柜內接線松動等引起，對前置器接線和TSI柜內接線進行緊固處理后故障消除；

（2）一般偶爾出現一次大幅度測量跳變是由于絕緣不合格接地引起，可以通過外部回路測試一步步排查消除；

（3）一般出現間斷性的波動是由于LEMO頭處熱縮管松動或延長線故障引起，可以通過重新熱縮LEMO頭或更換延長線徹底消除故障；

（4）TSI系統故障排查要認真仔細，排查要全面，不放過任何一個可能的故障點，確保TSI系統一次元件和測量回路正常運行。

4. 檢修管理方面

（1）對于TSI系統要合理安排檢修時間，利用機組停機機會進行端子排接線緊固和檢查，防止由于接線松動或線纜氧化造成測量跳變；

（2）對于TSI系統檢修一定要按照檢修工藝要求，包括安裝、調試、核對、邏輯驗證等方面要開展針對性的培訓，避免檢修工藝不當引起的測量跳變；

（3）密切關注TSI系統發展，如采用一體化的振動探頭減少延長線、LEMO頭等中間環節，減少故障點；

（4）據統計90%以上的振動保護動作都是由于測點誤動引起的，隨著防非停壓力越來越大，如何做好防止保護誤動是熱工人員要認真思考和解決的，可以通過開展TSI系統隱患排查、熱工可靠性查評、邏輯優化等工作來提高TSI系統測量可靠性減少保護誤動。

參考文獻

[1] MMS6000說明書。

[2] DLT774-2004-火力發電廠熱工自動化系統檢修運行維護規程

[3] DL5000《火力發電廠設計技術規程》

（作者單位：安徽華電宿州發電有限公司）